1、一汽自動化及總線技術應用一汽自動化及總線技術應用（CC-link）的現狀）的現狀2013.5.8一、一汽概況一、一汽概況二、一汽設備自動化技術發展情況二、一汽設備自動化技術發展情況三、一汽主流自動化產品分布情況三、一汽主流自動化產品分布情況四、總線系統的應用情況四、總線系統的應用情況五、三菱自動化產品應用及表現五、三菱自動化產品應用及表現六、六、CC-link應用案例應用案例一、一汽概況一、一汽概況一汽現有職能部門18個，全資子公司28個、控股子公司18個。主營業務板塊按領域劃分為：研發、乘用車、商用車、毛坯零部件、輔助和衍生經濟等六大體系。現有員工13萬余人。自主研發與企業核心競爭能力不斷提

2、升，形成了卡車、轎車、輕微型車、客車多品種、寬系列的產品格局。擁有解放、紅旗、奔騰、夏利、威志等自主品牌和大眾、奧迪、豐田、馬自達等合資合作品牌。2012年，一汽集團銷售突破264.6萬輛，其中，一汽大眾產銷突破130萬輛、一汽豐田銷售49.55萬輛。從一汽發展的軌跡來看，國內消費是誘因，產品研發是主導，體制改革是推力，而自動化技術的高速發展和應用則成為公司跨越式發展的重要支撐。二、一汽設備自動化技術發展情況二、一汽設備自動化技術發展情況一汽幾十年來，作為國家汽車制造業的搖籃，一直站在制造技術創新的前沿。一汽建廠六十年來，培養了一代又一代的掌握高精尖技術的人才，并形成了成熟的高新技術應用能力及

3、基礎開發能力。自動化技術在一汽大致經歷了這樣幾個階段：繼電器邏輯時代繼電器邏輯時代：70年代前，一汽基本上是以繼電器控制技術為主，最長役齡的設備是53年建廠時，55年前后投產服役的，一直用到90年代初。最大復雜系數的設備是組合機、長城機床廠的仿形車床，大致在30左右。順序邏輯時代順序邏輯時代：70年代和80年代初的十多年，順序邏輯曾經受到一汽技術人員的追捧，并應用順序邏輯改造了部分控制系統老舊，且邏輯比較復雜的設備。這個時期的一個特點是，半導體技術的學習和應用在一汽逐步形成熱潮，并培養出一批精于電子技術維修的人才。PLCPLC技術興起技術興起：1983-1984年前后，在STD總線高調進入市場

4、的同時，一汽以發動機廠、底盤廠為先導，率先開始引進PLC技術，主要機型為三菱公司的三菱公司的F F系列系列、西門子的S-115、OMRON C系列等。在十來年的時間內，該技術迅速發展并遍地開花，幾乎所有復雜系數超過10的設備，全部被一汽維修人員自主改造。這期間，培養了大批的PLC技術人才，PLC技術成為一汽集團設備領域的維修入門技能。在這個時期內，集團還自主開發出兩款PLC：即發動機廠的YQ-40和機動處的JD-40，驗證了集團強有力的自主學習和創新能力。數控技術時代數控技術時代：一汽引進數控技術大致在1986年，那時一汽變速箱、發動機、底盤廠等作為先行者，率先應用了我國首批數控產品北京密云研

5、究所的FANUC3T系統及自主開發產品BS03A系統。以后，陸續以日本法那克、德國西門子系統為主導，不斷引進和改造了大批數控設備、加工中心。至今為止，部分子公司發動機生產以加工中心為主體設備，形成加工中心柔性生產線，為汽車產品的快速更新換代奠定了設備技術基礎。作為數控技術的延伸，機器人技術也越來越廣泛地應用到整車制造中來。以FCC二工廠為例，就應用了200多臺機器人用于車身焊接，機器人還廣泛被用于涂膠、噴漆、搬運等領域中。基于高速切削技術的加工中心生產線基于高速切削技術的加工中心生產線網絡技術時代網絡技術時代：從上世紀90年代后期開始，以啟明公司為依托，一汽逐步在集團開始興起和應用網絡信息技術

6、。現場MES系統、質量控制系統、物流配送系統、生產調度系統、網絡辦公系統、安東系統等各種應用網絡系統越來越多地應用到生產領域，并有計劃地在集團公司內實現ERP系統普及聯網。現在，網絡信息技術已經成為承載一汽生產高速運行的必不可少的重要工具。同一時代的設備底層控制技術也取得了突破性的進展，那就是如雨后春筍般涌現的各類工業現場總線技術工業現場總線技術，代表性的品牌有日本三菱公司日本三菱公司CC-LinkCC-Link、美國AB公司DeviceNet、德國西門子公司Profibus、瑞士菲尼克斯公司InterBus等，成為設備底層的主導交互載體。整體工廠階段整體工廠階段：這個階段代表了目前設備技術的

7、最高水平，大致有如下特征：、新工廠設計能力普遍不低于20萬輛年，具備高產能的特點，且一次投入大，達幾億到幾十億。、工廠各大工藝總體設計，各工序全面兼顧，實現工序之間的內在無縫銜接，大幅度地提升制造質量。、柔性化生產線，使產品更新換代改造周期大為縮短。、信息技術（網絡、總線等）成為設備技術基礎載體，信息實時傳遞，通過中央控制室監視、控制、追溯、管理。、車型混流生產。應用物聯網技術，車型全程混流生產做到井然有序，不出錯誤。、精益生產。生產組織、物流配送等以最經濟的在制品儲備完成生產全過程。繼電器邏輯順序邏輯PLC技術數控技術網絡技術整體工廠繼電器、硬線邏輯半導體電子技術PLC、變頻器、位置控制、A

8、/D技術數顯、數控、機器人、加工中心總線、MES、質量、物流、生產調度、安東、網絡辦公、ERP柔性系統、識別系統、照相技術、多層網絡、加工中心生產線、整體工廠方案。3萬輛10萬輛260萬輛70年代80年代90年代近10年60年代日本三菱公司品牌也成為支撐一汽技術進步的重要國外高技術品牌之一，為一汽的發展做出了重要貢獻。三、一汽主流自動化產品分布情況三、一汽主流自動化產品分布情況一汽應用的主流自動化產品大致情況如下，其中絕大部分來自國外品牌，體現了我國自動化產品自主創新的差距。四、總線系統的應用情況四、總線系統的應用情況公司對總線系統的使用始于1990年前后，大規模應用大致在兩個世紀之交。目前總

9、線系統已經廣泛應用于控制規模稍大的幾乎所有自動化系統中。在用的主要總線系統有：CAN：經典總線，應用最早，主要用于過程控制；CC-Link：傳統總線，應用規模大；DeviceNet：傳統總線，應用規模大；ControlNet：應用規模較小；ProfiBus：傳統總線，應用規模最大；ProfiNet：新興總線，開始采用;InterBus：傳統總線，應用較少，大眾有較多使用；EtherNet：新興總線，開始采用；AS-i：應用較少，個別項目采用。在以上總線系統中，應用規模最大的是ProfiBus、CC-Link、DeviceNet幾類總線。五、三菱自動化產品應用及表現五、三菱自動化產品應用及表現1

10、、產品可靠性高 這一點，在一汽電力系統供應不良（欠壓、波動大、接地不良等）的年代里，已經充分得到驗證。在歐美吃不下粗糧（燒板）的時候，三菱產品體現了良好的消化能力。2、價格低廉與美國、歐美產品比，三菱產品有較明顯的價格優勢。這為三菱提供了強大的競爭力。3、產品性能在低廉的價格面前，產品性能并不輸于對手。惟獨的“劣勢”是在用戶心目中，歐美產品可能是鼻祖或正規軍，并且標準化、結構化的編程技術更吸引了一部分用戶。4、服務靈活，貼近用戶有別于其它服務相對模式化的供應商，三菱公司服務比較靈活，比如頻繁的走訪，免費的軟件、資料，快速的支持和響應，與客戶的真誠互動等，都給用戶良好的印象。六、六、CC-Lin

11、k應用案例應用案例下面是一汽轎車公司焊裝生產線應用CC-Link的案例。（一）項目概述（一）項目概述三菱公司執行了焊裝M3、D009項目。隨著汽車產量的快速提高，生產節拍將越來越快，往往采用大量的焊接和抓取機器人（200多臺）、工裝夾具、高速滾床、懸掛鏈等設備，以提升生產節拍。這就使自動化控制要求越來越高。同時，根據我國現行國標安全標準，焊裝生產線在很多場合有很高的安全等級，相應的也提升了自動化產品對于安全控制的要求。這次的項目涉及四大部分：M3主焊線、D009地板線、四門二蓋線、側圍線。此處著重介紹M3主焊線，其它生產線與主焊線控制雷同。（二）項目設計原則（二）項目設計原則采用集散控制技術。

12、各分工藝區域底層設備由從站PLC進行分區控制，由主站PLC負責集中控制，采集/下發從站PLC數據，并和工廠ERP服務器完成車型及相關數據交互。對典型工藝過程采用FB功能塊設計，使控制邏輯更規范。為滿足生產節拍、安全性要求，制定如下設計原則：1、對外部器件使用防護等級IP67的遠程I/O采集信號。2、按工藝區域，一般每10臺機器人配置一臺PLC，機器人與PLC之間采用CC-LINK通訊。3、每個PLC配置HMI，簡化操作環境。4、緊急停止、門禁開關、光柵、安全區域掃描信號采用安全PLC或安全繼電器采集。5、高速/普通滾床、轉臺等，采用變頻器變速驅動。6、有位置精度要求的輸送設備采用伺服系統控制。

13、7、操作盒等I/O相對集中，對環境要求不高的，采用IP20遠程模塊加裝防護盒的形式，以節省成本。（三）工藝與設備結構（三）工藝與設備結構從設計策略上劃分，M3主焊線主要分為如下幾類情況：1 1、信息化控制：、信息化控制：主要指主站PLC從工廠ERP系統獲取車型信息，向底層PLC發送指令，及接收底層PLC控制信息并與ERP交互等內容，即集中控制部分。2、輸送類控制：輸送類控制：包括上料、下料、返回線、升降機等輸送設備的控制。3、焊接區域控制：焊接區域控制：包括地板補焊工位、各類焊接工位等主生產區域控制。4、特殊焊接區域控制：特殊焊接區域控制：包括人工安裝工位、預裝工位、主拼工位的控制等。以上各部

14、分采用不同的控制策略，分述如下。（四）各部分控制策略（四）各部分控制策略1 1、信息化控制、信息化控制由主站PLC完成所有從站PLC的信號采集，這里使用H網通訊，并通過MES模塊，將所有從站的信息發送給ERP，通過ERP下達車型信息指令。2 2、輸送類控制、輸送類控制工件輸送依靠各種形式的滾床輸送線輸送到指定位置，涉及到的滾床有高速滾床、普通滾床、往復桿、滑臺等。（1）上料、下料工位控制方式上、下料工位的主要功能為將工件上線或下線，由放置臺、移載臺、提升機三個部分組成。上、下料工位各設置PLC柜1個、變頻柜一個，工位區域由光柵隔離。PLC通過Profibus通訊協議控制滾床。光柵、安全門、急停

15、信號通過WS安全控制器接入PLC，確保現場安全。通過通訊協議和FB功能塊設計控制變頻器，實現對輸送變速、起停控制，設計更加規范。（2）返回線工位控制方式返回線主要控制滾床，單獨設置PLC柜一個，控制方式與上下料類似。3、焊接區域控制焊接區域控制焊接區域主要由焊接機器人和各種安全信號劃分出的安全區域組成。在這里一般使用總線通訊方式控制機器人，采用安全繼電器或安全控制器采集現場安全信號，使用HMI與普通操作盒結合的方式方便現場操作或檢修。補接工位：采用了大量的焊接機器人，普遍為200KG，采用CC-LINK通訊。工裝夾具：信號采用IP67遠程I/O采集，安全信號采用WS安全控制器采集。工裝夾具也使

16、用了FB功能塊以規范軟件設計。預裝工位：安裝門蓋、側圍，焊接固定點，由第4部分的主拼工位進行焊接。預裝工位完成對門蓋及側圍的固定點焊，單獨設置了PLC柜。4 4、特殊焊接區域控制、特殊焊接區域控制主要是指主拼工位，其焊接需要一定的同步性。常規需要設置特殊的夾具和焊鉗，如果需要車型轉換，需要更換不同的夾具。主要有二種做法：一是移行式，將不同的夾具放置在不同軌道，不同車型的車身會通過RFID識別的信號進入不同軌道內。這樣做法的優點是車型轉換速度快，缺點是占地面積大。另一種是N面轉體方式，即在軌道兩側設置可轉體夾具裝置，實現車型夾具轉換，優點是占地面積小，但車型轉換時需要旋轉轉體，降低了生產效率。主拼工位控制方式：本項目主拼工位采用三面轉體方式，機器人6臺。三面轉體采用SV驅動，使用QD75定位模塊。單獨設置二面PLC柜，并組成獨立的設備層子網絡。這樣的設計改善