ROCKWELL基于DeviceNet現(xiàn)場總線的汽車總裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

　　DeviceNet現(xiàn)場總線是世界一流的自動化控制和信息解決方案供應商——美國羅克韋爾自動化（RockwellAutomation）公司推出的最優(yōu)的工業(yè)控制網(wǎng)絡技術——NetLinx的底層網(wǎng)絡。DeviceNet具有開放、低價、可靠、高效的優(yōu)點，特別適合于高實時性要求的工業(yè)現(xiàn)場的底層控制。

　　DeviceNet現(xiàn)已成為國際標準IEC62026-3（2000-07）低壓開關設備和控制設備—控制器-設備接口，也已被列為歐洲標準EN50325。此外，DeviceNet實際上是亞洲和美洲的設備網(wǎng)標準。DeviceNet得到了世界各地眾多制造商的支持，已經(jīng)注冊的符合DeviceNet規(guī)范的產(chǎn)品有數(shù)千種，實際應用的DeviceNet節(jié)點設備已達數(shù)百萬個。在北美和日本，DeviceNet在同類產(chǎn)品中占有最高的市場份額，在世界其它各地也呈現(xiàn)出了強勁的發(fā)展勢頭。

　　DeviceNet進入我國雖然比較晚，但因其突出的優(yōu)點而受到了我國有關部門和單位的高度重視。2002年10月8日，DeviceNet被批準為中國國家標準GB/T18858.3—2002，并于2003年4月1日開始實施，從而進一步推動了DeviceNet現(xiàn)場總線技術在我國的推廣與應用。

　　DeviceNet可廣泛應用于各行各業(yè)，以中國的汽車工業(yè)為例，DeviceNet已應用于一汽-大眾汽車有限公司的AUDIA6、BORAA4、JETTA的焊裝生產(chǎn)線、總裝生產(chǎn)線，張家港牡丹汽車廠的焊裝生產(chǎn)線、總裝生產(chǎn)線，青島頤中汽車廠的涂裝生產(chǎn)線，長春客車廠轉向架涂裝線，哈飛汽車廠的焊裝生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線、總裝生產(chǎn)線，等等。本文介紹DeviceNet在一汽-大眾BORAA4總裝生產(chǎn)線的應用。
　　
二、總裝生產(chǎn)線設計目標

　　一汽-大眾BORAA4總裝生產(chǎn)線的設計是根據(jù)中國第一汽車集團公司發(fā)展規(guī)劃、對原總裝生產(chǎn)線的設備及控制系統(tǒng)進行技術改造的項目，設計目標是滿足BORAA4和JETTA兩種車型混線生產(chǎn)的要求，以達到生產(chǎn)節(jié)拍90s/輛、年產(chǎn)十五萬輛的生產(chǎn)能力?？傃b生產(chǎn)線工藝設計采用國際上先進的模塊化工藝裝配技術以及多種車型混線生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)線技術，并配備高效、可靠、維護方便的控制系統(tǒng)，以提高整車裝配質量。

　　BORAA4生產(chǎn)線工藝流程由存儲區(qū)、工件裝配區(qū)、升降區(qū)、檢修區(qū)、檢測區(qū)、下線區(qū)組成。機械化生產(chǎn)線系統(tǒng)包括整車裝配線（工藝鏈,由多臺電機驅動）、車身輸送線（積放鏈）、儲備線（積放鏈）、升降機等。其中，停止器22個、推車機10個、道岔6個；電機的驅動與控制均要求變頻調(diào)速；現(xiàn)場被控設備數(shù)量多且具有高度的分散性：I/O點約2600個、長度達3000m。

　　為了滿足生產(chǎn)線的設計要求并盡量節(jié)約成本，在充分利用原有設備及線路的前提下，對原有的輸送系統(tǒng)重新進行了更為合理的布置；在各線之間的轉線處均加裝推車機，避免了轉線故障；采用新型平衡軌系統(tǒng)，使生產(chǎn)線的運行平穩(wěn)、可靠，減輕了工人的勞動強度；將轎車靠模軌下線改為升降機下線，為整個轎車裝配線增加了兩個工位；增加了機械手裝配工位。

　　生產(chǎn)線原控制系統(tǒng)是在多年前設計的，采用的是傳統(tǒng)的PLC集中控制，系統(tǒng)控制精度低，操作不便；所有的數(shù)字量與模擬量I/O點均從PLC柜內(nèi)接線，導線用量大、布線復雜、故障率高，給現(xiàn)場維護帶來了諸多不便，嚴重地影響了生產(chǎn)，已不適應現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)要求。因此，必須設計一種性能優(yōu)異的新型控制系統(tǒng)，這是保證生產(chǎn)線達到預定設計目標的關鍵。
　　
2.1控制系統(tǒng)

　　在分析比較了各種不同的控制方案后，決定采用以DeviceNet為底層網(wǎng)絡的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，如圖1所示。DeviceNet網(wǎng)絡上連接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開關、光電開關、行程開關等，輸出設備有指示燈、控制閥、變頻器等。系統(tǒng)通過ControlNet實現(xiàn)不同PLC之間的互相通信,完成在中央控制室的監(jiān)視、控制、故障報警、管理信息交換等功能。

　　圖2為系統(tǒng)中所用的羅克韋爾自動化公司的可編程控制器PLC-5/80C的硬件配置（其自身有內(nèi)置的遠程I/O（RIO）和ControlNet接口）。由于系統(tǒng)中控制的點數(shù)多、線路長，因此用了6個1771-SDN掃描器，共12條DeviceNet網(wǎng)絡與被控設備相連。12條DeviceNet網(wǎng)絡分別命名為1DN1、1DN2、2DN1、2DN2、3DN1、3DN2、4DN1、4DN2、5DN1、5DN2、6DN1、6DN2。其中，1DN1控制生產(chǎn)線上的所有14臺變頻器；1DN2控制生產(chǎn)線上的所有FlexI/O節(jié)點，F(xiàn)lexI/O所連接的大部分設備是原總裝生產(chǎn)線上不能直接連接到DeviceNet網(wǎng)絡上的設備；2DN1控制車身輸送線（積放鏈）；2DN2控制儲備線（積放鏈）；3DN1和3DN2控制另一條儲備線（積放鏈）；4DN1至6DN2控制整車裝配線（工藝鏈）。整車裝配線的工藝非常復雜，由153個工位組成，主要控制功能有工藝急停、與其它設備連鎖等；主要設備有底盤打號機、天窗裝配機械手、涂膠機械手、裝配機械手、風擋玻璃涂膠機器人、駕駛系統(tǒng)控制模塊、動力總成、檢測裝置等。系統(tǒng)共有200多個節(jié)點。