周 麗，劉雙喜

（1.長春建筑學院，長春 130607；2.長春一汽，長春 130012）

0 引言

PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)主要應用于工業(yè)自動化，本文用到的這種總線技術(shù)主要應用于一汽大眾汽車總裝生產(chǎn)線上，對總裝車間輸送線滾床之間、設備之間的通信與控制，當今汽車制造業(yè)在迅猛發(fā)展，對自動化程度要求越來越高，PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)與工廠中應用的越來越廣泛[1]。PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)比以往的傳統(tǒng)技術(shù)自動化過程更高，傳輸速率更快，自動化過程更靈活。今天，不僅僅在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域可以應用PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，在其他行業(yè)也在廣泛的在應用，例如化工領(lǐng)域，交通工程領(lǐng)域，電力行業(yè)等等諸多領(lǐng)域也在應用PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)[2]，本文主要應用于一汽大眾汽車總裝生產(chǎn)線中。

在汽車總裝車間生產(chǎn)過程中，利用計算機控制和現(xiàn)代信息處理技術(shù)，采用基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對整條PBS線輸送車身過程的監(jiān)控和管理，對故障進行統(tǒng)一的處理和記錄，大大降低了停臺時間，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量[3]?；赑ROFIBUS總線技術(shù)，PBS輸送線系統(tǒng)是一項較大規(guī)模的控制技術(shù)，并且自動化程度極高，又具有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性。該控制技術(shù)集成了最新的現(xiàn)場總線技術(shù)、PLC控制技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、LENZE變頻驅(qū)動技術(shù)、SEW驅(qū)動技術(shù)、WICC；VISU人機界面技術(shù)、故障自診斷技術(shù)等[4]。

1 PBS輸送線程序控制原理

汽車總線PBS輸送線在自動或手動情況下，滾床能夠向前或向后運行，當雪橇觸發(fā)滾床前端的占位傳感器后，程序自動獲取占位信號。如前一雪橇脫離占位信號駛出占位傳感器后，傳感器的占位信號復位，下一個雪橇再次駛過占位傳感器，獲得占位信號，依次循環(huán)此動作。

2 PBS輸送線占位信號閃斷問題

在汽車總裝車間PBS輸送線FTM06-FTM09組自助運行時，經(jīng)常出現(xiàn)傳感器占位信號閃斷問題，從而導致輸送車身的雪橇發(fā)生相撞故障，使總裝車間停臺時間居高不下，曾經(jīng)多次因為橫移或轉(zhuǎn)角時占位信號閃斷，造成兩車相撞，車身脫離軌道，產(chǎn)生較長時間停臺，進而嚴重影響了總裝的生產(chǎn)。在剪式升降機位置占位信號閃斷，兩車相撞，前車沖出滾床，車身報廢，造成嚴重停臺。對2013年1月～6月一汽大眾總裝車間數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1月份停臺71分鐘，占總停臺42%。2月份停臺36分鐘，占總停臺100%。3月份停臺17分鐘，占總停臺77%。4月份62分鐘，占總停臺68%。5月份90分鐘，占總停臺56%。6月份350分鐘，占總停臺79%。按照一汽大眾總裝車間標準每分鐘停臺時間1958元計算，2013年前6個月單就占位信號閃斷一項故障導致的直接經(jīng)濟損失就達一百多萬，造成巨大的經(jīng)濟損失。

3 PBS輸送線占位信號閃斷問題原因分析

本文通過以下軟件進行檢測分析：SIMATIC MANAGER軟件，PLC-ANALYZER監(jiān)控軟件，PROFITRACE總線診斷軟件。

SIMATIC MANAGER軟件程序分析：FB90滾床驅(qū)動功能塊程序錯誤，如圖1所示。

PLC-ANALYZER監(jiān)控軟件分析：對經(jīng)常報警區(qū)域進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)有信號閃斷現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 PLC-ANALYZER監(jiān)控閃斷圖

PROFIBUS總線診斷軟件分析：外部干擾嚴重，如圖3所示。

圖3 優(yōu)化前的PROFIBUS總線診斷圖

4 優(yōu)化方案

針對以上軟件監(jiān)控及診斷發(fā)現(xiàn)的占位信號閃斷問題進行優(yōu)化，提出以下三點優(yōu)化方案。

4.1 對程序進行優(yōu)化

1）故障多發(fā)處總線報警被屏蔽出現(xiàn)撞車事故時，控制面板無法斷開自動運行，手動按下復位按鈕后不能重新掃描占位狀態(tài)。對程序進行改進，將程序中短接處進行刪除，如圖4所示。

圖4 軟件中刪除的程序塊

2）滾床與相鄰滾床共同調(diào)用FB146功能塊，外部接入點不一致，將程序優(yōu)化，使之不同滾床的運行程序一致，如圖5所示。

圖5 滾床程序不同

3）在PBS輸送線上特殊區(qū)域（例如轉(zhuǎn)角機、升降機、橫移機）部位加裝傳感器，并使此傳感器關(guān)斷延時500ms。在占位傳感器出現(xiàn)閃斷信號時，此加裝傳感器仍保持傳輸信號，程序設計，如圖6所示。

圖6 傳感器關(guān)斷延時

4.2 對PROFIBUS總線鋪設進行優(yōu)化

通過PLC-ANALYZER監(jiān)控軟件發(fā)現(xiàn)閃斷現(xiàn)象，檢查總線鋪設情況，發(fā)現(xiàn)升降機位置制動電阻發(fā)熱，總線鋪設距離發(fā)熱元件過近，并且PROFIBUS總線在380V強電下面，對總線存在嚴重干擾。將動力線與PROFIBUS總線進行線槽隔離。

4.3 對通訊質(zhì)量差進行優(yōu)化

由于PBS輸送線長時間運行，沒有及時進行灰塵清理，灰塵對PROFIBUS總線產(chǎn)生嚴重干擾，出現(xiàn)信號閃斷現(xiàn)象，應該及時對總線進行灰塵清理。有部分滾床沒有屏蔽層，也導致了信號干擾問題，將PROFIBUS總線與LENZE變頻器外金屬殼接地進行屏蔽，再次通過PROFITRACE總線診斷軟件檢測，閃斷現(xiàn)象有較大改善，但是在設備遠端處，還存在衰減現(xiàn)象，在總線上每隔一百米加裝中繼器REPEATER，放大衰減信號，經(jīng)過再次檢測，通訊狀態(tài)良好，如圖7所示。

5 結(jié)束語

本文主要針對一汽大眾總裝車間PBS輸送線上FTM06-FTM09組自動運行時，經(jīng)常出現(xiàn)總線占位信號閃斷問題進行分析，并提出了優(yōu)化措施。首先通過程序?qū)ζ溥M行了優(yōu)化，提出三種程序優(yōu)化方案。其次對PROFIBUS總線鋪設進行優(yōu)化，重新鋪設總線，與動力線隔離。最后對通訊質(zhì)量差進行了優(yōu)化，灰塵清理及PROFIBUS總線接地屏蔽等措施，改善了通訊質(zhì)量。通過以上幾種優(yōu)化方案，從根本上解決了總裝PBS輸送線上占位信號閃斷問題，大大減少了停臺時間，節(jié)約了經(jīng)濟成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 李光蘭,龐博.PROFIBUS-DP總線控制系統(tǒng)在汽車涂裝工藝中的研究[J].電氣傳動,2013/s1：163-165.

[2] 陳月婷,何芳.PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)及發(fā)展分析[J].濟南大學學報(自然科學版),2007.7(3)：226-230.

[3] 林巨廣,張?zhí)烊A,等.現(xiàn)場總線在機器人沖壓自動線控制系統(tǒng)中的應用[J].合肥工業(yè)大學學報(自然科學版),2006.10(10)：1201-1203.

[4] 王世華,單鴻波.基于PROFIBUS-DP技術(shù)的D530焊裝線控制設計與實現(xiàn)[J].東華大學學報(自然科學版),2012.10(5)：627-631.

[5] 陳心赤.PROFIBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應用[J].制造業(yè)自動化,2012.7(7)：40-41.

[6] 葉彬強.PROFIBUS-PA現(xiàn)場總線技術(shù)研究和應用[J].石油化工自動化,2005.5：64-67.

[7] 湯曉麗.基于ProfiBus/Profinet在智能雙電源控制系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新導報,2008(31)：25.

[8] 郭智.論PROFIBUS的不穩(wěn)定性因素[J].科技信息,2008(11)：96.

[9] 湯青波,何學文.基于PROFIBUS-DP的電液伺服網(wǎng)絡控制系統(tǒng)[J].鍛壓技術(shù),2010.2(1)：75-76.

[10] 阮焱林,鄭秋玲.PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)綜述[J].可編程控制器與工廠自動化(PLC FA),2011.8：39-42.