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SIMATIC产品在焊接车间自动诊断的应用

点击下载此文件针对上海大众汽车二厂焊接车间,利用西门子公司的 SIMATIC产品,设计并实施完成一套设备故障自动诊断及焊机群控系统。经过几年的使用,该系统运行稳定可靠,基本达到了设计目的。  
  一. 焊接车间现状分析  
  ---- 该焊接车间主要生产桑塔纳2000型轿车的车身。车间进料为冲压车间的各种冲压零件,经过焊接生产流水线,先把这些各种零件焊接拼装各种车身部件,如汽车前围、后围、前底板等部件,再经过总拼把这些部件拼焊成整体车身,最后经过补焊、打磨形成最终的白车身,输出到油漆车间喷漆。该焊接车间按照冲压零件-部件-总拼的焊接加工过程,建立了六条生产流水线,分别为前围线、后围线、前底板线、底板线、总拼线和补焊线。这六条生产流水线按照生产工艺相互刚性连接。在这些生产流水线上的各个工位主要配备的是焊接机械手、焊接机械人、多点焊机、拉杆传输和空中输送车等自动化设备组成。由44台西门子公司的PLC分别控制这些生产流水线上的各种加工设备,使其相互协调地、连续地、自动地运行,使车间达到每56秒钟生产一部白车身的的生产节拍的能力。  
  ---- 但是该车间生产流水线投入运行时,存在两个主要的问题:  
  当设备上某处出现故障时,由于不能很快地排除,经常造成整条生产线停机,或者整个车间停产,严重影响车间产量和生产节拍。  
  会发生某些焊点的焊接质量不稳定,不能保证白车身质量。
  ---- 经过调查研究和具体分析,发生上述问题的主要原因是:
  生产线上设备比较多,设备比较复杂,生产线之间又是刚性连接,如果某一部位发生机械、液压或电气故障会造成某条生产线停机,维修人员要经过一定时间的分析查找过程,才能找到故障点,才能排除故障。在故障的分析查找和排除的时间内,由于生产线之间无缓冲,前面的生产线立即停机,后面生产线造成空工位,这个时间过长,还会造成后面生产线停机。而故障的分析查找和排除的时间中占主要的是分析查找时间。  
  该车间共有两千多把电焊枪在同时工作,容易造成供电压波动。如果一部分电焊枪正赶在电压低谷通电焊接,容易发生该焊点焊接不实,质量不好。
  ---- 所以,为了快速分析查找故障和保证正常电压通电焊接,解=决上述两个问题,我们为车间建立这套设备故障自动诊断及焊机群控系统。
  二. 系统的硬件和软件结构 
  1 设备层
  全车间六条生产线上共有PLC 44 台,由 S5-115US5-135US5-55U构成。这些PLC可向系统提供分析设备运行状态和分析出发生的故障点的相关信息。但这些PLC是分散的,无故障诊断能力。所以,我们的系统在车间建立了两段现场工业总线Profibus 网,分别把这些PLC连接起来。使系统能够通过现场PLC采集和汇总生产线上设备状态信息,自动分析诊断故障。设备并网的具体做法是,每台PLC 上都插入Profibus网卡CP5431,并连接在其中一段现场工业总线上。(参见附图)

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