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工業以太網

案例集 | 菲家自動化為海馬工業4.0智能工廠打call

  2019年03月01日  

  2018年底,總投資20余億元精心打造的海馬工業4.0智能工廠正式投產。新工廠占地面積約45萬平方米,一期建設產能為年產15萬輛。工廠按照工業4.0智能制造標準進行規劃、設計和建設,實現了高度的自動化和數字化。

  菲尼克斯電氣作為專業的自動化系統提供商,基于在汽車行業長期積累的專業知識與經驗,以及對工業4.0和智能制造的深刻理解,為海馬汽車第三工廠的設計建設提供了完整的自動化系統解決方案,全面應用于新工廠的焊裝、總裝和涂裝車間。基于菲尼克斯電氣PLC和軟件庫量身定制的汽車制造電氣標準,幫助海馬汽車建立起先進的自動化平臺,確保了項目的高質量、高可用性和靈活性,最大限度地減少了投資和運營成本。

  深度融合IT技術的自動化解決方案

  菲尼克斯電氣為海馬汽車提供了深度融合IT技術的自動化解決方案,該方案全面支持工業以太網和PROFINET協議,將所有設備集成到基于以太網的系統中,實現系統一網到底,以及現場層、設備層、管理層之間的無縫高速通信。所有的控制器產品均直接集成PROFINET接口,通過以太網進行程序編寫和上位機通信,直接集成OPC、FTP、TCP/IP、HTTP、SMTP、SNTP、SQL、SNMP等多種IT技術。標準化的系統配置方案包含了這些內容:控制系統整體結構拓撲;網絡產品的選型標準及主要功能;PLC的參數標準;現場I/O的選型標準;PROFINET安裝規范;工位操作站解決方案;車輛跟蹤系統解決方案;大屏顯示系統和中央管理監視系統通信規范等。

  新工廠三大車間采用了500多臺菲尼克斯電氣SMN、SMCS和FL SWITCH 2000等系列的交換機,將所有設備接入至PROFINET和工業以太網中,由菲尼克斯電氣安全PLC系統RFC 470S PN 3TX和高性能的AXIOLINE控制器AXC3050進行控制,通過直接集成的以太網接口與SCADA、MES、車輛追蹤系統等進行實時數據通信。

  RFC 470S PN 3TX控制器性能強大

  焊裝車間要求24小時不間斷焊接各種不同型號的車體,因此控制器需高速處理,確保信息流暢通,從而確保生產靈活性。焊裝車間工藝段由6家不同的線體商負責系統集成,共使用了23套菲尼克斯電氣RFC 470S PN 3TX控制器,用來控制228臺ABB焊接機器人、200個IP20的I/O子站、800多臺IP67設備、179臺變頻器和139個SMC閥島。RFC 470S PN 3TX控制器性能強大,支持PROFISAFE,由普通PLC以及安全PLC雙核構成,并獨立運行。

  涂裝車間的許多區域,必須以高度自動化的方式不間斷地進行運輸、處理和噴涂等作業。涂裝過程中,在不同的環境條件下需使用多種不同的材料。為確保涂裝材料的質量以及涂裝工作的高效率,必須保證材料數據的透明性和工業通信技術的靈活性。新工廠的涂裝車間由中汽工程負責總集成,ABB分包噴涂機器人。工藝設備主要有電泳、烘干(3條)、輸調漆供膠、余熱回收等,分別由30多套菲尼克斯電氣AXC 3050控制器來控制。同時使用了5套RFC 470S PN 3TX控制器控制42臺ABB噴涂機器人。

  總裝車間使用了100多臺物流AGV配合自動化輸送線,總裝車間90%的物料實現了自動配送。升降設備、輸送系統等采用了16臺AXC3050控制器進行控制。AXC3050控制器處理速度極快,同時支持PROFINET IO控制器和PROFINET設備,可進行本體或分布式IO擴展,適用于中大型控制系統處理任務。

  安全技術是設備操作和人身安全的重要保障,除了安全PLC和Profisafe安全模塊,菲尼克斯電氣的Safety Bridge技術、安全網關和安全繼電器等在現場都有成功應用。安全PLC編程軟件SafetyProg提供所有的安全功能塊。整個網絡系統中,使用了菲尼克斯電氣的PN/PN安全網關FL PN/PN SDIO-2TX/2TX進行PLC與PLC之間的數據交換。通過安全網關,可發送128個字節的PROFINET標準I/O過程數據以及11個字節的PROFIsafe安全I/O過程數據。

  為了實現系統的可視化和操作,現場使用了大量的工業PC。具有Core-i7處理器的BLPPC 3000平板電腦用作工位操作站,靈活地安裝在員工最佳可見的位置。工位操作站預裝了PC Worx工程軟件和控制器診斷,以及Profinet系統網絡和可視化軟件GraphWorx32。

  自動化與軟件的深度融合

  高度的自動化向來需要與之相配套的軟件系統,通過軟件將信息和數據抽取出來進行整合分析,以反映產線運轉的真實情況,這是汽車制造業從自動化走向智能化的第一步。面對高度智能化的設備和龐大的運行參數,如何實現信息互聯互通,大數據的管理極為重要。而菲尼克斯電氣在海馬汽車鄭州三工廠采用的一體化生產協同平臺MES控制系統中起到了非常重要的作用。

  MES系統將所有生產數據通過以太網傳輸,下發給線體對應的PLC。菲尼克斯電氣PROFINET高性能控制器不僅對生產流程進行全面控制,同時還要實時接收并分析生產數據,其中包括:

  完成生產后,需快速將對應的生產數據實時上傳至MES系統。這些工作全部在PLC中完成,因此對設備的響應能力造成極大的考驗。

  車型數據以及生產數據的傳遞自然少不了RFID技術。在海馬汽車鄭州三工廠的焊、涂、總三大車間,生產過程數據采集技術覆蓋整個工廠制造現場,保證海量現場數據的實時、準確、全面的采集。所有RFID設備都是由菲尼克斯電氣PROFINET控制器AXC3050進行控制與調配。

  在焊裝車間中,側圍輸送與主線的銜接處、下部線與主線的連接處以及主線的各工位,所有RFID采集點由2臺AXC3050進行控制;

  在涂裝車間中,輸送系統在每個工藝設備的銜接處都布有RFID采集設備,將主要數據發送給PLC;

  在總裝車間中,同樣每條線體上都布有多達50個RFID信息采集點,全部由AXC3050進行最終的數據處理。

  菲尼克斯電氣基于廣泛應用案例和長期積累的應用專業知識建立起的軟件功能庫,為海馬汽車量身定制一套電氣標準,打造高水準的自動化平臺。

標簽:菲尼克斯電氣 AXIOLINE控制器AXC3050我要反饋
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