基于总线技术在汽车总装输送线设备上的优化研究

1、基于PROFIBUS总线技术在汽车总装PBS输送线设备上的优化研究The research and optimization of car assembly for BAO conveyor line based on PROFIBUS fieldbus technology周 丽1，刘双喜2ZHOU Li1, LIU Shuang-xi2（1. 长春建筑学院，长春 130607；2. 长春一汽，长春 130012）摘 要：本文主要针对一汽大众总装车间PBS输送线上总线占位信号闪断问题进行分析，首先通过程序对其进行了优化，提出三种程序优化方案。其次对PROFIBUS总线铺设进行优化。最后对通讯

2、质量差进行了优化。0 引言PROFIBUS现场总线技术主要应用于工业自动化，本文用到的这种总线技术主要应用于一汽大众汽车总装生产线上，对总装车间输送线滚床之间、设备之间的通信与控制，当今汽车制造业在迅猛发展，对自动化程度要求越来越高，PROFIBUS现场总线技术在现代企业与工厂中应用的越来越广泛1。PROFIBUS现场总线技术比以往的传统技术自动化过程更高，传输速率更快，自动化过程更灵活。今天，不仅仅在汽车生产领域可以应用PROFIBUS现场总线技术，在其他行业也在广泛的在应用，例如化工领域，交通工程领域，电力行业等等诸多领域也在应用PROFIBUS现场总线技术2，本文主要应用于一汽大众汽车总

3、装生产线中。在汽车总装车间生产过程中，利用计算机控制和现代信息处理技术，采用基于PROFIBUS现场总线的控制系统，实现了对整条PBS线输送车身过程的监控和管理，对故障进行统一的处理和记录，大大降低了停台时间，提高了生产效率和产品质量。基于PROFIBUS总线技术，PBS输送线系统是一项较大规模的控制技术，并且自动化程度极高，又具有创新性和挑战性。该控制技术集成了最新的现场总线技术、PLC控制技术、网络通信技术、LENZE变频驱动技术、SEW驱动技术、收稿日期：2015-05-14作者简介：周丽（19 - ），3WICC；VISU人机界面技术、故障自诊断技术等4。1 PBS输送线程序控制原理汽

4、车总线PBS输送线在自动或手动情况下，滚床能够向前或向后运行，当雪橇触发滚床前端的占位传感器后，程序自动获取占位信号。如前一雪橇脱离占位信号驶出占位传感器后，传感器的占位信号复位，下一个雪橇再次驶过占位传感器，获得占位信号，依次循环此动作。2 PBS输送线占位信号闪断问题在汽车总装车间PBS输送线FTM06-FTM09组自助运行时，经常出现传感器占位信号闪断问题，从而导致输送车身的雪橇发生相撞故障，使总装车间停台时间居高不下，曾经多次因为横移或转角时占位信号闪断，造成两车相撞，车身脱离轨道，产生较长时间停台，进而严重影响了总装的生产。在剪式升降机位置占位信号闪断，两车相撞，前车冲出滚床，车身报

5、废，造成严重停台。对2013年1月到6月一汽大众总装车间数据统计，1月份停台71分钟，占总停台42%。2月份停台36分钟，占总停台100%。3月份停台17分钟，占总停台77%。4月份62分钟，占总停台68%。5月份90分钟，占总停台56%。6月份350分钟，占总停台79%。按照一汽大众总装车间标准每分钟停台时间1958元计算，2013年前6个第37卷第10期2015-10(上【1】图1 SIMATIC MANAGER软件程序图月单就占位信号闪断一项故障导致的直接经济损失就达一百多万，造成巨大的经济损失。3 PBS输送线占位信号闪断问题原因分析本文通过以下软件进行检测分析：S I M A T I

6、 C M A N A G E R 软件，P L C -A N A L Y Z E R 监控软件，PROFITRACE总线诊断软件。SIMATIC MANAGER软件程序分析：FB90滚床驱动功能块程序错误（如图1所示）。PLC-ANALYZER监控软件分析：对经常报警区域 进行监控，发现有信号闪断现象（如图2所示）。图3 优化前的PROFIBUS总线诊断图4.1 对程序进行优化1）故障多发处总线报警被屏蔽出现撞车事故时，控制面板无法断开自动运行，手动按下复位按钮后不能重新扫描占位状态。对程序进行改进，将程序中短接处 进行删除（如图4所示）。 图2 PLC-ANALYZER监控闪断图PROFIB

7、US总线诊断软件分析：外部干扰严重（如图3所示）。4 优化方案针对以上软件监控及诊断发现的占位信号闪断问题进行优化，提出以下几点优化方案。【2】第37卷第10期2015-10(上图4 软件中删除的程序块 2）滚床与相邻滚床共同调用FB146功能块，外部接入点不一致，将程序优化，使之不同滚床的运行程序 一致（如图5所示）。图5 滚床程序不同3）在PBS输送线上特殊区域（例如转角机、升降机、横移机）部位加装传感器，并使此传感器关断延时500ms。在占位传感器出现闪断信号时，此加装传感器 仍保持传输信号，程序设计（如图6）所示。图6 传感器关断延时4.2 对PROFIBUS 总线铺设进行优化通过PL

8、C-ANALYZER监控软件发现闪断现象，检查总线铺设情况，发现升降机位置制动电阻发热，总线铺设距离发热元件过近，并且PROFIBUS总线在380V强电下面，对总线存在严重干扰。将动力线与PROFIBUS总线进行线槽隔离。4.3 对通讯质量差进行优化由于PBS输送线长时间运行，没有及时进行灰尘清理，灰尘对PROFIBUS总线产生严重干扰，出现信号闪断现象，应该及时对总线进行灰尘清理。有部分滚床没有屏蔽层，也导致了信号干扰问题，将PROFIBUS总线与LENZE变频器外金属壳接地进行屏蔽，再次通过PROFITRACE总线诊断软件检测，闪断现象有较大改善，但是在设备远端处，还存在衰减现象，在总线上

9、每隔一百米加装中继器REPEATER，放大衰减信号，经过 再次检测，通讯状态良好（如图7所示）。图7 优化后的PROFIBUS总线诊断图5 结束语本文主要针对一汽大众总装车间P B S 输送线上FTM06-FTM09组自动运行时，经常出现总线占位信号闪断问题进行分析，并提出了优化措施。首先通过程序对其进行了优化，提出三种程序优化方案。其次对PROFIBUS总线铺设进行优化，重新铺设总线，与动力线隔离。最后对通讯质量差进行了优化，灰尘清理及PROFIBUS总线接地屏蔽等措施，改善了通讯质量。通过以上几种优化方案，从根本上解决了总装PBS输送线上占位信号闪断问题，大大减少了停台时间，节约了经济成本，提高了产品质量。参考文献：1 李光兰,庞博.PROFIBUS-DP总线控制系统在汽车涂装工艺中的研究J.电气传动.2013/s1:163-165.第37卷第10期2015-10(上【3】2 陈月婷,何芳.PROFIBUS现场总线技术及发展分析J.济南大学3 林巨广,张天华等.现场总线在机器人冲压自动线控制系统中4 王世华,单鸿波.基于PROFIBUS-DP技术的D530焊装线控制设6 叶彬强.PROFIBUS-PA现场总线技术研究和应用J.石油化工7 汤晓丽.基于ProfiBus/Profinet在智能双电源控制系统中的应用J.科技创新导报.2008(31:25