冲压车间管理与控制系统

文/刘朋，王杰，皮劲·神龙汽车有限公司

冲压车间管理与控制系统

文/刘朋，王杰，皮劲·神龙汽车有限公司

冲压管理与控制系统包含安灯呼叫（ANDON）、设备监控（SCADA）、信息显示（DISPLAY）、生产管理（PRODUCT）、报表管理（REPORT）、系统管理（ADMIN）、自动化设备通讯（INTERFACE-AUTO）等功能模块。各个模块具体功能描述如下：

⑴安灯呼叫（ANDON）。实现现场生产故障（维修、模修）呼叫功能。

⑵设备监控（SCADA）。车间各类设备（压机、自动化和物流）运行状态、报警和故障的实时展示，各区域生产数据的实时展示和网络状态的实时展示等。

⑶信息显示（DISPLAY）。实时显示生产过程中各类生产数据，现场每一个人都能够随时看到冲压生产信息（计划、节拍、换模时间、目标完成情况等）。

⑷生产管理（PRODUCT）。生产信息录入、故障信息维护等。

⑸报表管理（REPORT）。生产中相关数据的查询、统计，并形成日报、周报、月报等，提供数据和报表导出功能。

⑹系统管理（ADMIN）。用户、权限、班组、假期、生产日历、工作计划等的管理。

⑺自动化设备通讯模块（INTERFACE-AUTO）。采用标准的OPC接口通讯方式进行通讯。

系统框架介绍

系统由数据库服务器、通讯服务器、WEB服务器、设备监控服务器、设备监控开发机、大屏幕控制机、线边客户端和线边大屏等设备构成。各个设备模块的主要功能如下：

⑴数据库服务器主要用来存储生产、报警、设备状态、班组、权限、员工等各类数据。

⑵通讯服务器。通过OPC方式与设备PLC进行通讯，并分类处理各类数据。

⑶WEB服务器可以对冲压EMES系统功能进行发布。

⑷设备监控服务器可以对冲压车间监控信息进行发布。

⑸设备监控开发机可以对设备监控画面进行开发，并能将画面信息上传到服务器上。

⑹大屏幕控制机生成大屏显示图片，并发送给大屏幕进行显示。

⑺线边PC客户端通过IE浏览器访问WEB服务器，进行生产信息录入。

系统间相关关系

系统间的相互关系可以分为与厂级SCADA系统通讯和与设备（输送、工艺、机器人）PLC的关系两种。与厂级SCADA系统通讯，通过EMES统计冲压车间生产及设备监控的详细数据，厂级SCADA通过ODBC方式获取数据。与设备PLC的关系通过OPC进行通讯，获取生产线、设备和传感器等元器件状态、故障和报警信息。

系统应用程序的功能

安灯呼叫（ANDON）

⑴出现故障时，现场人员通过呼叫系统呼叫维修人员。

⑵呼叫系统具备计时功能，分别显示维修人员到达现场以及故障处理时间。

⑶每条线的ANDON控制及显示设备，包含HMI、按钮、三色灯柱和蜂鸣器，按钮包含维修和模修的故障、抵达现场和生产恢复6个不同色按钮，三色灯的安装高度离地面不低于2m，便于轻易能看到三色灯灯光信号，蜂鸣器音乐可设置，音量可调节。

⑷维修和模修阵地各一台ANDON显示设备显示各自部分的信息，包含HMI、三色灯柱和蜂鸣器，蜂鸣器音乐可设置，音量可调节，三色灯具备分别指示生产线设备及模具故障状态信息功能，其中维修阵地HMI能够监控生产线的运行模式，生产状态信息，以及网络中每台生产设备的运行模式、故障报警信息、压机测温点温度、设备运行数据，并以图形化、数据列表化方式显示。

⑸综合办公室两台ANDON显示设备，该显示设备需要显示维修和模修的所有信息，包含HMI、三色灯柱和蜂鸣器，蜂鸣器音乐可设置，音量可调节。

⑹ANDON呼叫系统包含一台PLC、六台ANDON呼叫显示设备和若干现场总线。

⑺生产线地下室各有三色灯柱和蜂鸣器，用以指示是否有设备故障。

设备监控（SCADA）

⑴通过标准的OPC协议，系统与两条压机生产线主PLC进行通讯，采集生产线、设备和传感器等元器件的状态、故障和报警等数据。

⑵实时显示设备的网络连接状态。

⑶实时显示生产区域的生产信息。

⑷实时显示车间各条生产线、工艺段、设备和传感器等元器件的状态、故障和报警信息。

⑸预留厂级设备监控接口。

信息显示（DISPLAY）

⑴该功能覆盖冲压车间两条压机生产线。

⑵根据用户导入的生产计划，目视板上显示计划信息，以及下个零件生产的准备信息。

⑶根据设备上传的实际产量信息，显示实际生产信息与目标之间的差异。

⑷显示当前冲压节拍、效率等指标，以及是否需要延点补产和当班岗位人数。

⑸动态显示生产线停机部位及停线时间。

⑹显示屏显示。显示屏显示生产线各部位示意图、生产零件信息以及时间。实施颜色管理，生产正常相关数据显示为绿色，生产异常对应数据、故障部位显示为红色，同时显示屏弹出故障界面并记录停线时间，如图1所示。

图1 显示屏弹出故障界面

生产管理（PRODUCT）

该模块包括工作日历设置和生产计划导入及修正模块，故障分类参考系模块和模具参考系模块等。生产计划参考系为用户提前导入或录入的信息，允许用户根据生产实际情况进行修正。工作日历参考系包含工作日及班次信息的维护功能。模具参考系包含返修和报废件的维护。故障分类码参考系主要让用户新增、修改及删除。

报表管理（REPORT）

该报表管理主要提供数据查询和统计功能，并生成相关生产报表。该系统至少包含以下查询、统计及报表，并且可以导出XLS和打印生产日报（反映各条生产线当天生产信息及设备监控信息）、周报（统计各条生产线本周内生产信息及设备监控信息）、月报（跟踪各条生产线当月信息）和ANDON报表。

系统管理（ADMIN）

⑴计划管理。日历模板管理、工作日历管理、生产计划管理、零件信息管理、生产指标管理等。

⑵生产管理。生产数据维护、生产数据输入、生产线故障输入、停机故障维护、零件生产操作、故障分类维护、故障报警记录。

⑶报表管理。日生产报表、月周统计图表、ANDON呼叫报表。

⑷系统管理。菜单管理、用户管理、权限管理、日志查询、PLC管理功能、数据备份和清理功能。

结束语

车间管理与控制系统属于数字化工厂的一部分，该系统可以将车间的生产情况及时、便捷地传达给管理者，并能将数据进行存储、分析，为管理者对生产线的管理提供良好的数据支撑，为生产线运营情况提供总的分析。相信管理与控制系统的不断深入开发与应用，会促进汽车制造工业4.0时代的到来。