WinCC脚本系统在MES系统中的应用

2016-08-26叶爱萍王之恒维YANGYangYEAipingWANGZhihengFANWei北京机械工业自动化研究所北京100120

制造业自动化 2016年6期

关键词：装配线脚本变量

杨　洋，叶爱萍，王之恒，范　维YANG Yang，　YE Ai-ping，　WANG Zhi-heng，　FAN Wei（北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

WinCC脚本系统在MES系统中的应用

杨洋，叶爱萍，王之恒，范维
YANG Yang，YE Ai-ping，WANG Zhi-heng，FAN Wei
（北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

以某汽车装配线为例，介绍WinCC脚本系统如何协助MES系统管理车间生产，为轻量化开发和部署MES系统提供一种解决方案。通过该方案，能够快速、简便地和MES系统进行集成。

WinCC；脚本；MES

0　引言

在某汽车厂的前后悬架总成装配线实施过程中需要和该厂自行开发的MES系统进行集成，而装配线已配有基于WinCC开发的二级系统。为此依托WinCC脚本系统提出了一套集成方案，针对MES系统所需功能选择性开发，实现了二者的快速集成。

1　系统规划

WinCC提供了两种脚本：ANSI-C和VBScript［1］。WinCC可以通过使用函数和动作使WinCC项目中的过程动态化［1］。ANSI-C和VBScript都可以集成到图形编辑器运行系统和全局脚本运行系统中。由于全局脚本过多会降低WinCC的响应速度，以及VBScript开发速度快、便于调试，因此采用VBScript动作实现集成。

针对MES系统需要的计划下发及数据上传两项要求，本方案提供计划读取、数据记录、数据发送、数据追溯四项功能。其中，计划读取能够自动/手动读取计划，最大限度的保证生产；数据记录通过合理设计记录方式、优化记录流程提供简便高效的记录方案；数据发送功能在装配完成自动将生产数据发送到MES中间数据库；数据追溯提供本地/远程追溯功能，既能在WinCC服务器查看所有生产数据，也能在MES系统内查看定制的生产数据。

二级系统和MES系统之间的数据交互采用中间数据库方式，和全厂的MES数据交互接口保持一致，降低了该厂MES系统开发难度。

2　功能实现

所有功能通过I/O域输出值更改的VBScript动作实现，PLC通过该I/O连接的变量触发相关功能；所有动作均存放在WinCC启动画面，保证在运行系统激活期间能够随时响应；所有动作均置于底层且隐藏，确保不会影响正常操作且不产生误操作。

2.1计划读取

托盘进入线体到达上线工位后自动触发WinCC读取生产计划脚本：若本地缓存的计划列表中还有未执行的计划，则直接将下一个计划写入PLC；若本地缓存的计划列表没有未执行的计划，根据下批自动/手动标志位确定读取中间数据库计划或读取手动录入的计划，并更新本地计划缓存。

若车间需要紧急生产某个型号的车型而MES系统已将计划下发无法更改，可以在WinCC输入紧急计划，在需要生产时单击紧急计划，此时WinCC将该计划写入PLC。

针对生产时会有需要重新装配的情况，可以通过重走计划功能实现该功能。车间手动生产时PLC无法触发WinCC读取计划脚本，期间生产的计划在恢复自动生产后可以通过跳过计划功能跳过已生产的计划。生产计划画面如图1所示。

图1　生产计划画面

2.2数据记录

对于装配线而言，每种型号需要记录的数据类型及数量各不相同。通过为每台设备建立各自独立的数据表存储数据，并在各数据表建立总成ID或装配时间的索引，可以使得数据库减少空白字段，提高整体易维护性、扩展性。

根据设备特点以及所记录数据的实际需求编写相应设备的数据记录脚本。PLC程序在完成每项操作时给出完成信号，以此触发WinCC对应的脚本。为提高响应速度、防范数据丢失，虽然该线设备可以划分为几类，数据记录时仍按设备数量编写脚本；为降低开发难度、提高后期程序维护性，参考C语言宏定义，在定义WinCC变量时采用“设备名+序号”方式，在脚本起始定义变量指示序号，脚本中使用WinCC变量时使用“&”将序号与变量名中其他固定字符相连接。以第3号电动扳手的最终力矩为例，定义WinCC变量为ETool3. FinalAngle，在脚本起始定义“gun_num”变量并赋值为3，在脚本中使用该变量的格式为“"ETool" & gun_ num & ". FinalAngle"”。

2.3数据发送

总成装配完毕，触发发送数据信号。根据总成ID在数据库各个数据表中查询MES需要的数据，组成SQL语句，填入SQL语句数组。连接MES中间数据库，逐条执行SQL语句数组中的语句，将数据发送到中间数据库。

2.4数据追溯

由于MES系统仅需要各总成的条码信息，其他拧紧数据、检测数据等需要存储在本地WinCC服务器。在WinCC服务器提供分类查询，可以同一时间集中查看产品的某一类信息。查询时可以根据需要选择按时间查询、按总成查询以及按零部件查询三种。查询结果可以导出到CSV文件中。远程追溯借助MES系统，在其系统内进行追溯。数据追溯如图2所示。