沖壓車間管理與控制系統

文/劉朋，王杰，皮勁·神龍汽車有限公司

沖壓車間管理與控制系統

文/劉朋，王杰，皮勁·神龍汽車有限公司

沖壓管理與控制系統包含安燈呼叫（ANDON）、設備監控（SCADA）、信息顯示（DISPLAY）、生產管理（PRODUCT）、報表管理（REPORT）、系統管理（ADMIN）、自動化設備通訊（INTERFACE-AUTO）等功能模塊。各個模塊具體功能描述如下：

⑴安燈呼叫（ANDON）。實現現場生產故障（維修、模修）呼叫功能。

⑵設備監控（SCADA）。車間各類設備（壓機、自動化和物流）運行狀態、報警和故障的實時展示，各區域生產數據的實時展示和網絡狀態的實時展示等。

⑶信息顯示（DISPLAY）。實時顯示生產過程中各類生產數據，現場每一個人都能夠隨時看到沖壓生產信息（計劃、節拍、換模時間、目標完成情況等）。

⑷生產管理（PRODUCT）。生產信息錄入、故障信息維護等。

⑸報表管理（REPORT）。生產中相關數據的查詢、統計，并形成日報、周報、月報等，提供數據和報表導出功能。

⑹系統管理（ADMIN）。用戶、權限、班組、假期、生產日歷、工作計劃等的管理。

⑺自動化設備通訊模塊（INTERFACE-AUTO）。采用標準的OPC接口通訊方式進行通訊。

系統框架介紹

系統由數據庫服務器、通訊服務器、WEB服務器、設備監控服務器、設備監控開發機、大屏幕控制機、線邊客戶端和線邊大屏等設備構成。各個設備模塊的主要功能如下：

⑴數據庫服務器主要用來存儲生產、報警、設備狀態、班組、權限、員工等各類數據。

⑵通訊服務器。通過OPC方式與設備PLC進行通訊，并分類處理各類數據。

⑶WEB服務器可以對沖壓EMES系統功能進行發布。

⑷設備監控服務器可以對沖壓車間監控信息進行發布。

⑸設備監控開發機可以對設備監控畫面進行開發，并能將畫面信息上傳到服務器上。

⑹大屏幕控制機生成大屏顯示圖片，并發送給大屏幕進行顯示。

⑺線邊PC客戶端通過IE瀏覽器訪問WEB服務器，進行生產信息錄入。

系統間相關關系

系統間的相互關系可以分為與廠級SCADA系統通訊和與設備（輸送、工藝、機器人）PLC的關系兩種。與廠級SCADA系統通訊，通過EMES統計沖壓車間生產及設備監控的詳細數據，廠級SCADA通過ODBC方式獲取數據。與設備PLC的關系通過OPC進行通訊，獲取生產線、設備和傳感器等元器件狀態、故障和報警信息。

系統應用程序的功能

安燈呼叫（ANDON）

⑴出現故障時，現場人員通過呼叫系統呼叫維修人員。

⑵呼叫系統具備計時功能，分別顯示維修人員到達現場以及故障處理時間。

⑶每條線的ANDON控制及顯示設備，包含HMI、按鈕、三色燈柱和蜂鳴器，按鈕包含維修和模修的故障、抵達現場和生產恢復6個不同色按鈕，三色燈的安裝高度離地面不低于2m，便于輕易能看到三色燈燈光信號，蜂鳴器音樂可設置，音量可調節。

⑷維修和模修陣地各一臺ANDON顯示設備顯示各自部分的信息，包含HMI、三色燈柱和蜂鳴器，蜂鳴器音樂可設置，音量可調節，三色燈具備分別指示生產線設備及模具故障狀態信息功能，其中維修陣地HMI能夠監控生產線的運行模式，生產狀態信息，以及網絡中每臺生產設備的運行模式、故障報警信息、壓機測溫點溫度、設備運行數據，并以圖形化、數據列表化方式顯示。

⑸綜合辦公室兩臺ANDON顯示設備，該顯示設備需要顯示維修和模修的所有信息，包含HMI、三色燈柱和蜂鳴器，蜂鳴器音樂可設置，音量可調節。

⑹ANDON呼叫系統包含一臺PLC、六臺ANDON呼叫顯示設備和若干現場總線。

⑺生產線地下室各有三色燈柱和蜂鳴器，用以指示是否有設備故障。

設備監控（SCADA）

⑴通過標準的OPC協議，系統與兩條壓機生產線主PLC進行通訊，采集生產線、設備和傳感器等元器件的狀態、故障和報警等數據。

⑵實時顯示設備的網絡連接狀態。

⑶實時顯示生產區域的生產信息。

⑷實時顯示車間各條生產線、工藝段、設備和傳感器等元器件的狀態、故障和報警信息。

⑸預留廠級設備監控接口。

信息顯示（DISPLAY）

⑴該功能覆蓋沖壓車間兩條壓機生產線。

⑵根據用戶導入的生產計劃，目視板上顯示計劃信息，以及下個零件生產的準備信息。

⑶根據設備上傳的實際產量信息，顯示實際生產信息與目標之間的差異。

⑷顯示當前沖壓節拍、效率等指標，以及是否需要延點補產和當班崗位人數。

⑸動態顯示生產線停機部位及停線時間。

⑹顯示屏顯示。顯示屏顯示生產線各部位示意圖、生產零件信息以及時間。實施顏色管理，生產正常相關數據顯示為綠色，生產異常對應數據、故障部位顯示為紅色，同時顯示屏彈出故障界面并記錄停線時間，如圖1所示。

圖1 顯示屏彈出故障界面

生產管理（PRODUCT）

該模塊包括工作日歷設置和生產計劃導入及修正模塊，故障分類參考系模塊和模具參考系模塊等。生產計劃參考系為用戶提前導入或錄入的信息，允許用戶根據生產實際情況進行修正。工作日歷參考系包含工作日及班次信息的維護功能。模具參考系包含返修和報廢件的維護。故障分類碼參考系主要讓用戶新增、修改及刪除。

報表管理（REPORT）

該報表管理主要提供數據查詢和統計功能，并生成相關生產報表。該系統至少包含以下查詢、統計及報表，并且可以導出XLS和打印生產日報（反映各條生產線當天生產信息及設備監控信息）、周報（統計各條生產線本周內生產信息及設備監控信息）、月報（跟蹤各條生產線當月信息）和ANDON報表。

系統管理（ADMIN）

⑴計劃管理。日歷模板管理、工作日歷管理、生產計劃管理、零件信息管理、生產指標管理等。

⑵生產管理。生產數據維護、生產數據輸入、生產線故障輸入、停機故障維護、零件生產操作、故障分類維護、故障報警記錄。

⑶報表管理。日生產報表、月周統計圖表、ANDON呼叫報表。

⑷系統管理。菜單管理、用戶管理、權限管理、日志查詢、PLC管理功能、數據備份和清理功能。

結束語

車間管理與控制系統屬于數字化工廠的一部分，該系統可以將車間的生產情況及時、便捷地傳達給管理者，并能將數據進行存儲、分析，為管理者對生產線的管理提供良好的數據支撐，為生產線運營情況提供總的分析。相信管理與控制系統的不斷深入開發與應用，會促進汽車制造工業4.0時代的到來。