面向簡便自動化工廠的生產線控制與管理系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、中國目前工業(yè)自動化的現狀是：全自動化覆蓋的行業(yè)比較局限，主要集中在以汽車為代表的高附加值的行業(yè)；大部分行業(yè)根據自動化效果與成本的權衡選擇了簡便自動化（Low Cost and Intelligent Automation，以下簡稱LCIA）這一解決方案，即關系到產品品質的或是簡單重復的工序由自動機控制完成，而其他需要人靈巧的手和大腦操作的工序還是交由人來完成。
　　在這樣同時有人與機器共同參與生產的工廠里，由機器完成的工序一般品質

2、風險控制得較好，而人因品質問題則較為突出，如工程遺漏、程序選錯等，如何防止人的這些問題，從而保證產品的品質？產品交貨期延期一般是由于部品或機器出現問題導致批次性的返工造成的，如何用預兆管理的方法控制這種風險，從而保證產品的交貨期？對于機器的管理現有技術比較成熟，管理成本較低，而對于人的管理還是局限于生產線領班監(jiān)視、教育等手段，管理成本較高。如何簡化領班的工作，從而使對人的管理成本得以遞減？以上是主要想解決的課題。
　　為此開發(fā)了一

3、個三層結構的生產線控制與管理系統(tǒng)，由實行層（生產現場）、中間層（數據庫）及應用層（管理應用）組成。該三層結構管理系統(tǒng)在實行層采用了歐姆龍最新的NJ系列 PLC作為生產線控制單元（Line controller），能夠直接向中間層的數據庫發(fā)送數據，節(jié)省了傳統(tǒng)包含PLC的集散系統(tǒng)中PLC與數據庫之間必需的數據轉換層，不僅降低了成本、提升了性能，還使系統(tǒng)的可靠性及今后的擴展性得到了增強。在實行層的Line controller通過EtherN

4、et/IP及EtherCAT現場總線與現場LCIA自動機進行連接，開發(fā)了聯動控制技術，克服了傳統(tǒng)計數防漏的低效及RFID技術的高成本，使得人的生產節(jié)奏得以控制，防止了工程遺漏、程序選錯的發(fā)生，從而確保了產品的品質；產品的特性檢測數據被發(fā)送到中間層的數據庫，由在應用層開發(fā)的SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）應用監(jiān)控分析，克服了傳統(tǒng)人工制作控制圖的低效，對產品特性參數的變化趨勢進行實時預兆管理，若

5、趨勢變差則及時預警，從而避免了未來可能發(fā)生的不良而導致的產品返工，確保了產品的交貨期；同時，Line controller將實行層的生產數據實時發(fā)送到中間層的數據庫，由在應用層開發(fā)的Line monitor（生產線監(jiān)控）應用調用分析，除了有傳統(tǒng)的自動計算各類管理指標的功能外，還將生產現場的生產過程可視化地表達出來，從而減少了管理所花費的時間，使得管理成本得以遞減。
　　通過在本公司一條電源生產線上對系統(tǒng)進行的構筑與實驗，發(fā)現系統(tǒng)能