.智能设备自动化控制系统建立方案. .目录第1章规划概述31.1 工程概述31.2 工程现状31.3 建立规划31.4 需求分析31.5 建立目标31.6 建立原则31.7 参考标准31.8 运行环境31.9 开发环境3第2章软件系统组成32.1 软件技术架构32.2 系统拓扑构造3第3章软件系统33.1 设备监控系统33.2 设备故障管理系统33.3 故障统计分析系统33.4 生产信息管理系统33.5 焊接群控系统33.6 组织管理系统3用户管理系统3角色管理系统3权限管理系统3部门管理系统3组织机构管理系统33.7 维护终端系统33.8 系统效劳33.9 数据库系统3第4章平安系统3软件系统平安3技术指标3第5章工程实施31、组织机构、工作人员及工程管理31)工程组织构造32)工程组织职责32、实施方案31)实施阶段具体方式需根据实际情况有待探讨细化32)总体实施进度方案模拟33)人员配备33、过程控制31)过程控制环节32)实施控制标准34、变更管理35、风险控制3第6章工程培训方案31、培训目标32、培训对象33、培训方式34、培训工程3第7章技术效劳与售后支持31、技术支持方式32、售后效劳31)硬件产品效劳32)软件产品效劳3第1章 规划概述1.1 工程概述随着网络技术的不断开展，具有环境感知能力的各类终端、基于网络技术的计算模式等优势促使物联网在工业应用领域越来越广泛，不断融入到工业生产的各个环节，将传统工业提升到智能工业的新阶段。其中一个最主要的应用就是提高了生产过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测，从而实现生产过程的智能监视、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护汽车制造企业在其汽车生产中为了最大化的提高汽车生产效率，汽车生产线增加了更多的智能化设备，汽车车身拼装的整个过程都是由智能机器人自动完成，采用的智能设备来自于不同供应商，所有智能设备的管理、监控和控制相对孤立，缺少集中化对智能设备状态、故障和控制的统一系统平台进展管理，从而最大化提高汽车生产的智能化和效率。为了满足汽车制造企业汽车白车身生产线智能设备的状态、故障和控制的统一化管理，我们提出汽车制造企业智能设备自动化控制建立方案。汽车制造企业智能设备自动化控制建立方案采用协同中间件系统为根底系统，根底系统包括数据效劳层、物联网感知层、平台效劳层等组成；通过物联网感知层可以接入各种智能化设备，包括机器人、IO设备、传感器设备等，感知层可以将智能设备的数据通过协议转换器解析为平台数据，发送给平台效劳层，平台效劳层对智能的设备数据进展处理，并发送到数据效劳层；数据效劳层负责进展大数据分析和数据存储。平台效劳是整个平台的大脑，负责平台所有的设备管理、数据管理、通信管理、权限管理等，并且可以将平台的效劳以标准的通信协议进展发布，支持第三方系统的协同调用。物联网感知层支持所有设备的接入并进展控制。此方案在满足汽车制造企业当前智能设备接入控制的同时，也为汽车制造企业未来对智能制造不断扩展奠定了IT根底。1.2 工程现状一、 焊接车间现状分析焊接车间主要生产P/U型轿车的车身。先把这些各种零件焊接拼装各种车身部件，如汽车前围、后围、前底板等部件，再经过总拼把这些部件拼焊成整体车身，最后经过补焊、打磨形成最终的白车身。焊接车间按照分拼手动焊接小件零件区分拼自动区总拼自动区的焊接加工过程，分别为侧围自动区、底板自动区、机舱自动区、货箱自动区、总拼线和空中输送平台。这六个区按照生产工艺相互刚性连接。各区的各个工位主要配备的是焊接机械手、搬运机械人、点焊机、滑撬滚床传输和空中输送吊具，自动螺柱焊，自动涂胶机等自动化设备组成. 使其相互协调地、连续地、自动地运行，使车间到达40JPH，每76秒钟生产一部白车身的的生产节拍的能力1、 设备层焊装车间分六个生产自动区约PLC 21台构成。各区线体内的PLC相互间串接到通讯交换机形成六个大环，并经通讯交换机相互间再串接形成一个大环，接到工控机系统提供分析设备运行状态和分析出发生的故障点的相关信息。使系统能够通过现场PLC采集和汇总生产线上设备状态信息，自动分析诊断故障。设备并网的具体做法是，每台PLC 上都设有独立的以太网卡，并连接在其中一段现场工业总线上.2、 现场工程监控站现场工程监控站设置在车间现场，是由六台工业电脑组成，分别对应着车间现场六个生产区，每台电脑可以监控20台焊机。这六台电脑上都分别装有博世焊机群控软件，博途软件，并通过交换功能连接在Profinet 的网上。通过现场工程监控站还可以通过Wincc监控对应的生产区内点焊机、机器人、涂胶机、螺柱焊机、工装夹具等的实时状况。3、 信息交换信息交换由一台西门子交换机构成。通过光纤，连接生产线上21台PLC，采集汇总分析生产线上设备的故障信息；另一方面与系统的管理层工控机连接，把分析诊断结果送到中控室办公室计算机或显示屏上，同时又通过博途软件里的Wincc 将局部处理信息传送回PLC进展控制现场设备。4、 管理层系统的管理层包括车间设备中控室的计算机，通过工控机信息交换中心连接，使管理层可以实时地从信息交换中心获得目前分析结果，并对此分类归档，形成各种报表。5、 焊机群控利用博世焊机群控软件，对各焊机的焊接过程质量进展监控，实时监测车间电焊机工作时供电电压的变化、电流的变化等，并把结果送入信息交换中心，通过博世焊机软件设置的中断条件来处理焊机群控信息，并将报警控制信号经焊机控制箱传送到生产线上的机器人系统，使相应焊机的通电动作得以控制。6、 系统配置的软件博途的Wincc是系统主要的软件局部，主要运行在管理层和现场工程监控站的计算机上，是设备实时监控系统主要开发平台。1.3 建立规划1、 协同中间件系统协同中间件系统作为根底系统内核，按照SOA效劳模式搭建整体架构，支持基于各种以效劳模式的应用；平台支持各种跨硬件、系统平台的效劳调用，支持各种应用开发调用语言调用效劳；支持接入各种通信设备和移动终端2、 建立理念i. 基于互联网+ 效劳设计思想ii. 基于SOA效劳架构云效劳引擎iii. 集成组织机构管理iv. 物联网感知层接入各种终端设备v. 标准的效劳接口可以集成现有系统3、 平台构造平台采用中间件构造，以协同中间件系统作为根底系统，根底系统包括数据效劳层、物联网感知层、平台效劳层等组成；通过物联网感知层可以接入各种智能化设备，包括机器人、IO设备、传感器设备等，感知层可以将智能设备的数据通过协议转换器解析为平台数据，发送给平台效劳层，平台效劳层对智能的设备数据进展处理，并发送到数据效劳层；数据效劳层负责进展大数据分析和数据存储。1.4 需求分析1、采集车间六个生产区上的设备运行状态信息由于 Profinet网连接着现场PLC，系统可以实时地监测并分辨当前各生产设备所处的正常运行、停机、故障等各种状态，并在相应工控机的相应画面上，通过以不同的符号、图形和颜色变化等形式显示出来。解决方案：按照不同设备的控制协议开发协议控制器PCI，系统通过协议控制器可以接收设备发送的数据和向设备发送控制命令。并将设备状态数据转发到相应工控机，通过不同的符号、图形和颜色变进展显示2.实时分析发生在各生产线上设备的故障状态及具体部位由于 Profinet 网络采集各生产设备上的信息，汇总到博途软件上集中进展分析综合，系统可以判断出故障类型和发生故障的所在生产线、工位、部位等位置信息，随后把判断结果送到相应工机显示出来，以提示维修人员.解决方案：在系统中维护设备状态字典信息和位置信息，并自动对设备发送来的状态信息进展分析，去也故障的位置，并将故障信息发送到相应的工机3.进展有关故障信息的分析与统计系统的上位管理机和工控机在工业组态软件 Wincc 操作平台下，可对从主 PLC 送来的故障信息，进展分类归档处理，同时在设备维修手册数据库中进展检索，找出故障发生的位置，故障发生的原因及排除故障的主要方法。然后该软件把故障发生的时间、位置、原因及排除的情况记录到设备档案数据库中，并形成各种报表。解决方案：对设备发送到系统的故障进展自动分析，按照日、周、月、季度、年、位置、原因等进展分类统计，并将结果保存到数据库，用户可以实时查询统计报表4.对车间由博世焊机控制软件控制的焊机通电焊接情况进展群控利用 Profinet DP的快速 I/O的特性，对车间电焊机焊接情况进展监测，按照电焊机群控原理，对由博世焊机控制软件控制的电焊机进展有序控制解决方案：开发博士焊机协议控制器，对博士焊机接入系统，开发博士焊机序列控控制功能，通过系统可以给焊机发送序列控制命令。5.权限管理实时监控系统设4种访问权限，即纯客户、操作员、监控维修员和系统管理员。纯客户访问只能观看系统概况画面和局部只读画面；操作员能观看单台设备、生产线的详细画面，能改变非关键性控制参数；监控维修员能对所有控制参数进展调整；系统管理员可以创立、修改实时监控系统画面及数据库功能等，可以修改分级网络图，进展节点工作状态诊断参数设定等。解决方案：本方案的根底系统已经有完善的权限管理，系统部署时只需要创立相应的角色。开发对设备控制功能，通过系统发送设备控制命令1.5 建立目标汽车制造企业智能设备自动化控制建立方案，向现代化、科学化、技术化、信息化企业迈进，增强企业的自身管理，降低企业管理本钱，增加企业的效益。平台的建立目标遵循如下原则：l 平安性整个系统融合了软件加密、系统平安认证，数据应用层、链路层硬件加密等多种平安措施。在系统发生灾难时不仅能够自动恢复还可以远程维护，最后到达系统的高平安性的要求。l 高效性系统采用目前最成熟、最先进软件系统，大大提高了业务逻辑处理的效率。l 稳定性软件系统在设计时，充分考虑了异常和灾难性问题的处理，采用多种平安措施保证操作系统、数据库、中心效劳系统等软件平台的稳定性；l 扩展性系统在开发设计时软件方面充分采用了组件开发和属性配置的方式，使系统有良好的扩展性。系统具有良好的扩展性，当用户增加或监控范围扩大时，能够平稳升级，保护投资。l 先进性采用先进的设备和技术手段，使系统具有高效的大数据处理能力l 实用性系统终端是图形化界面方式操作，可以在不同的环境中使用不同的控制方式。整个系统的操作以方便、简洁、高效为目标，多操作平台整体设计、统一操作，既充分表达快速反响的特点，又能便于工作人员进展业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。l 抗攻击性本系统是目前，系统的平安认证是依靠Microsoft公司的WIN2008 SVR的活的目录AD,作为认证中心。无论是车载终端还是用户在登录系统时都要进展严格的身份验证，验证失败是无法登录系统的。使用AD作为认证中心的优点在于，它强烈的依靠操作系统，有很强的稳定性和可靠性及专业性，很多工作都由操作系统来统一管理，目前如果WINDOW2008 的平安策略配置到一定级别后，是完全能够满足我们的需要的。对于系统的管理实行严格的权限管理，只有持有一定权限的密钥才能访问、监控、实施相应的管理、控制操作，确保系统平安可靠。平台的建立应该充分考虑到各个子系统的功能：l 系统平安：监控指挥人员身份验证，终端验证等。平台是计算机技术、通信技术于一体的集成系统