基于以太网的防错技术在汽车底盘装配线中的应用

徐志明

摘要：人们生活水平的提高，促进汽车制造业的蓬勃发展，汽车生产厂家不断推出新的汽车品牌及型号，进一步加剧行业竞争激烈程度，因此，提高生产质量与效率，受到越来越多汽车生产厂家的高度重视。其中防错技术在汽车底盘装配线中的应用，不仅有助于提高工作效率，而且减少差错的发生，提高产品生产合格率。本文对基于西门子以太网防错技术在汽车底盘装配线中的应用进行探讨，以供参考。

关键词：以太网；防错技术；汽车底盘装配线；应用

汽车是当前人们出行常用的交通工具之一，尤其随着生活水平的提高，人们对汽车生产质量提出较高要求，作为汽车生产企业，如何应用防错技术提高汽车生产质量及效率，增强在市场中的竞争力，是值得深究的重要问题。

1汽车底盘装配线及防错技术

汽车底盘装配线作业内容多，对装配作业人员的专业水平要求较高，尤其需各工种的密切配合，因此，为确保装配作业质量，避免错误的出现，应在明确装配内容及装配要求的技术上应用专业的防错技术。

1.1汽车底盘装配线

汽车底盘装配线是汽车装配工作的主要内容之一，装配质量优劣往往给汽车性能的充分发挥造成直接影响。汽车底盘装配线工作内容较多，包括挡泥板、排气管、后桥总成、动力总成、隔热板、燃油箱、刹车油管、燃油管等的装配操作。装配作业中，汽车车型不同涉及的具体装配部件存在一定差别，但为保证装配质量，无论何种车型的底盘装配均应注重防错技术的应用。

1.2防错技术

防错技术主要用于识别与消除装配作业中存在的差错，确保装配质量，可借助机械防错、光电传感器、智能料架、条形码系统等实现。汽车生产中应用率较高的防错技术有人工防错、物料防错、颤动功能防错、定量及定性防错。其中人工防错主要通过构建完善的作业流程、明确作业范围，采取在线纠错措施，及早发现加工生产、加工中产品缺陷的行为。同时，针对待处理品、待制品、成品等人工挂上不同颜色的标签实现防错目标；物料防错指将物料零件分区域、色标、扫描枪进行分类，按照一定的方向摆放，防止零件间的膨胀，保证零件质量；颤动功能防错指在颤动机作用下，将零件输送到零件判别位置，只允许方向与位置正确的零件通过，未通过的则分到另外位置，避免供应零件错误的发生；定量防错主要使用专门技术实现对零件参数的检测，以实现防错；定性防错主要借助接近开关、限位开关、光电传感器、图像识别技术等进行防错，其中在导向挡块、加工孔探测、传感器感应检测中较为常用。

2扫描防错系统硬件

汽车底盘装配线作业中涉及的工作内容较多，仍需运用一定的防错技术，接下来介绍的扫描防错系统主要基于西门子以太网实现，其硬件构成如下：

2.1系统硬件

防错系统硬件主要由上位监控单元、数据处理单元、条码输入单元构成。为达到防错目标，防错系统主站采用的是S7-400PLC，作业中首先采集正常生产数据信息，而后借助数据单元条码扫描各装配部件，通过条码信息与生产信息的对比进行判断，并将结果显示在上位机上，用于指导实际操作，以达到防错目标。

2.2系统控制单元

防错系统控制单元包括数据输入单元、数据处理单元两个重要部分，其中前者用于实时扫描各装配部件条码，由扫描枪接口、触摸屏、扫描枪等构成。作业中待装配部件到达本工位后，操作员使用扫描枪扫描部件，获得的条码信息经由接口单元到达主站系统。同时，扫描信息会显示在触摸屏上，当扫描的条码信息存在错误，操作工可通过触摸屏更正错误信息，确保部件信息的准确无误。

数据处理单元工作中结合底盘装配线生产信息，对当前工位车身编号、颜色、车型信息进行判断。众所周知，生产中的车型较多，为提高工作效率，需同时对各工位上的车型进行判断，要求数据处理单元单独存储各工位信息，并进行独立运算。当获得某车辆信息时，及时刷新当前信息，并对比上个工位，确保车辆连续的运行。数据输入信息到达时对信息来源进行判断，而后判断达到信息和指定存储区数据，显示在上位机上，给作业人员装配操作提供指导。

2.3上位机监控系统

上位机监控系统主要有两项重要功能：其一，对各工位车身编号、颜色、车型等实时加以显示。同时，还包括各工位报警信息、拉绳状态及生产状态信息；其二，提示各工位装配状态，尤其当车身信息与装配信息有出入时启动报警，并停止生产任务停止，指导排除错误信息。

3基于以太网防错技术应用

基于以太网防错技术在汽车底盘装配线应用时，为达到预期的应用目标，有必要对所用的以太网相关理论进行分析。

3.1以太网理论

工业以太网依据相关标准，将其应用到工业生产中，促进生产自动化实现。西门子借助SIMATIC NET提供适合工业应用的不同控制级别的通信系统，涉及数据传输服务及协议、传输技术与组件、媒介等。西门子工业以太网提供的服务内容较多，包括PG/PC通信、S7通信、S5兼容通信、标准通信等，尤其S7通信较为常用，借助对数据的重复、不间断接收，保证网络报文的正确性。在不同的环境中S7通信的实现需借助不同的支撑模块实现。例如，STEP7中S7通信的实现需调用SFB功能块；在PC上S7通信需SAPI-S7接口函数的支持。

3.2以太网防错技术应用

以太网防错技术在汽车底盘装配线应用实现的整体思路为：当车身达到预定工位后，底盘装配线生产信息及条码信号通过以太网传输至S7-400主站中。主站完成信息对比，而后将对比结果通过上位机加以显示，实现防错目标。

该系统应用的以太网通信方式包括s7通信、PROFINET IO控制器，前者用于实现对S7-300控制器数据的采集，通过SFB14、SFB13功能模块调用实现信息传输；后者用于采集扫描枪，并借助硬件组态直接连接。同时，为确保两台PLC通信的顺利实现，需在同一项目中完成两套PLC硬件组态，合理分配IP地址，而后将NetPro打开选取其中一个PLC，在连接表上的空白行位置处进行双击，完成S7 connection的添加。而后选取另外PLC，将其中一个站设置为Client端，并将Establish an active connection选项激活。另外，对SFBl4、SFBl3进行调用用于传输数据时，应注意观察“REQ”信号，只要该信号上升沿被触发才能实现信息的接受与发送。另外，“ID”表示连接的ID号，即，NetPro组态时产生的ID号。

上位机软件CIMPLICIYT和PLC控制器间的通信由OPC服务支持。文中系统应用的OPC服务主要有KepServer软件提供，即，创建新的通道，确定使用Siemens TCP/IPEthernet驱动，而后新建一个与之通信的PLC设备，选择“S7-400”类型，填写ID地址时应填写S7-400型的实际地址。另外，为保证上位机数据采集功能的顺利实现，应在设备中完成与之对应数据项目的建立，确保每个数据项目名字的独立性，并设置好数据类型及对应的地址。

同时，对CIMPLICITY软件相关参数进行设置，即，在当前工程中创建OPC Client类型新的通信端口，同时，为保证其与PLC数据采集的一致性，需创建“OPC Client”方式的“Device”，地址设置为OPC服务名字。而且建点时应确保和OPC服务器KepServer中数据类型保持一致。另外，选择数据类型时，将地址、Resource、数据标签描述写入到弹出的“Point Properties”窗口中，其中地址可直接在KepServer服务中选择。最后通过Cimplicity对连接进行测试。

4结论

上汽大众汽车有限公司长沙分公司的总装车间LAVIDANF、TORANL，A+SUV生产线，是继仪征工厂，宁波工厂之后第三个以德国大众60JPH产量规划全数字化世界一流的流水线，处于与德国汽车制造业同步的技术架构，将工厂MES网络与车间ECOEMOS，Intouch，10.0，s7～3 19F组成profmet的工业网有机合成“三网合一”立体信息平台，使订单，制造，物流配套等数据流有效传递，提高生产率，降低成本，增强企业的竞争力。汽车底盘装配线作业中，使用基于以太网防错技术不仅更好的掌握装配信息情况，而且通过防错确保装配作业高效的进行。本文通过以太网防错技术在汽车底盘装配线应用中的探讨得出以下结论：

（1）汽车底盘装配线作业是汽车生产中的重要环节，为保证作业质量及效率，需结合实际状况应用多种防错技术，其中人工防错、物料防错、颤动功能防错等技术均是应用率较高的技术。

（2）随着科技发展，基于以太网的信息传输技术凭借其简单的结构、可靠的性能在各生产领域中的应用越来越广泛，因此，汽车生产企业应在熟练掌握以太网防错技术理论的基础上，应用在汽车底盘装配线中，尤其应结合实际生产状况，正确设置防错技术相关参数，以确保其性能的正常发挥。