中央控制系统在汽车涂装车间的应用浅析邹阳方 张慧勇【摘要】：中控室系统是目前国内外流行的，适用于密集流水化生产制造过程的现场管理系统。该系统结合了网络技术、自动化控制技术、企业管理等在技术上具有自己的独创性，对工业现场同类 系统的开发具有重要的指导和借鉴意义。本文以某公司的中央控制系统为模板，介绍了中央控制系统在生产中的作用、系统的组成和功能以及对中央控制系统的经济性进行了简要的分析。关键词：物流系统 人机系统 数据库 读写站0 引言随着生产设备的自动化程度的不断提升， 整个 生产系统信息的集中管理（如故障信息、生产信 息、物流信息等）显得越来越重要，而中央控制 系统（CCR）则实现了生产信息在整个涂装生产 系统中的快速传递，符合自动化生产的需求。1 关于中央控制系统中央控制系统是指对生产现场的各种信息进 行集中控制的设备。它用于生产物流的管理、设 备故障及状态的监控、生产信息的发布等。用户 可通过计算机和中央控制系统软件控制设备的启 停，实现对设备的远程管理，可根据生产需要事 先设置设备的起停时间，实现生产的自动控制； 可通过计算机查询设备当前的和历史的状态，查 询设备的运行数据，从而实现对设备的预防性维 修；生产管理和操作人员能够通过中央控制系统 的电子显示屏及时了解生产信息。2 中央控制系统在生产中的作用2.1 生产的组织者为了便于合理的组织生产，实现生产线的自 动化生产，所以在涂装生产现场采用了一套生产 物流管理系统，该系统采用射频识别技术。当车 身从焊装进入涂装车间后，通过扫码器将车身数 据（车身型号、颜色等信息）录入涂装车间的物 流系统，存放在系统数据库中，物流系统然后根 据这些数据自动的组织生产。2.2 工艺的指挥者在日常的生产过程中， 自动生产线需要的大 量的数据是通过读写站从设置在滑橇上的数据载 体中读取的，读写站读取数据成功后，再将读取 的结构与存储在中央控制系统中的数据进行比 较，如果两个数据相同，则表示数据可靠。接着 相关设备再根据读写站提供的可靠数据完成相关 的涂装工艺。2.3 物流的管理者根据生产需要， 有时候需要事先指定某台车 直接上点补间、 AUDIT 、大修间、或选择离线， 那么我们可以在事先指定的位置可以通过人机界 面或按钮的方式将这些信息写入数据载体，该车 身到达物流分岔处时，系统会自动的将车身往指 定目标输送。生产物流系统的引入，大大的提升 了生产效率，保障了生产信息的可靠传递。由于涂装线底漆橇和面漆橇加起来有 500 多个，要在短时间内，在不凭借外力的情况下， 找到其中的某一个滑橇在某个位置是一件非常困 难的事情，然而如果我们借助生产物流系统，仅 需要 1 分钟左右时间就可以快速找到滑橇的具体2.4生产信息的传递者主要由数据库和读写站组成:通过大屏幕，生产管理者可以把生产过程大 家关心的重要信息，如生产计划、产量完成情况、 设备状态、物流状态等与生产过程直接相关的信 息，在第一时间通过大屏幕传递给生产管理人员 及维修人员，从而有效地推动生产。数据库:由数据库服务器、对象服务器、I/O服务器、Web serve服务器、客户端、工程师站、操作员站 组成(如图二)。(1) 数据库服务器：负责数据的存储、处理等。操作操作口亠丨口亠丨员站员站数据库服务器Web serve(冗余)程(服务器、Web)图二、数据库组成2.5设备的管理和维护者通过监控系统，设备操作管理者能够完成各 种工艺参数的设置，能够第一时间了解设备当前 状态；能够及时发现设备出现的各种异常现象； 通过监控设备关键部件的状态， 及时发现故障点， 指导设备维修从而缩短设备故障时间；能够分析、监控烘干炉、空调等大能耗设备能耗变化，从而 控制整个车间的能源消耗；能够及时了解哪些车 身离线，哪些车身在线，从而实现对车身的管理。操作人员可以实现设置现场所有设备的启动 和停止时间，实现设备的远程控制。当休息日、 生产完毕后，中控室可以集中管理现场照明，关 掉不需要的照明灯，从而节省能源。(2) 对象服务器：提供系统平台、通过 Swinging Door ”算法减少数据存储空间等。3中央控制系统的组成:系统主要由物流系统和人机系统两个部分 组成(见图一)。图一、中央控制系统图3.1物流系统:Web服务器：提供网路服务功能，实现局 域网的管理，网络防毒等。(4) I/O服务器：实现数据库与 PLC之间的通讯。(5) 操作员站：实现人机对话，操作者可以通 过它了解生产信息和设备信息等。(6) 工程师站：完成对操作员站的程序编辑， 系统规划等(7) 客户端：通过服务器客户端，用户可了解 到数据库的状态，以及对数据库进行设置等。通 过Web客户端，用户可以直接了解生产现场设备 信息，生产状况等，方便领导及时了解现场信息。读写站：由载码体、读写器、网关、上位机四部分组 成(见图三)。口D载码体载码体图三、读写站组成（1）载码体：载码体固定在滑撬上，作为一个电子识别符, 储存当前滑撬上的车身的相关信息，它能够在移 动或静止的情况下，透过任何绝缘的材料被读写 器读写，耐高温 250摄氏度。（见图四）图四数据载体（2）读写器（天线/控制器）：读写器的作用是对标签的数据进行读和更新。 读写器采用无源设计 ，在射频范围内经天线向数 据载体供电，无需电源。控制器用来管理天线与 PLC的通讯。（见图五）图五天线与控制器（3）网关：用于连接无源读写器和 Profibus DP总线。网 关用来传送读写器和 PLC之间的数据。无源读写 器与网关之间通过 RS422连接。（4）上位机：PLC作为上位机，通过现场总线Profibus DP 与读写站进行数据交换，从读写站获取车身数据 后，然后通过以太网络与数据库中存储的车身数 据进行比较。3.2人机系统：主要由大屏幕和监控系统组成：大屏幕：由电脑和显示屏组成，电脑通过以太网，从 数据库获取设备的信息后，将需要的信息在屏幕 上显示出来。监控系统：由监控电脑和监控软件组成，软件主要有 INTOUCH、WINCC等。通过实现编制好的监控 功能，完成对设备的监控和管理。4系统经济性分析从中央控制系统的系统构成我们可以发现， 物流系统在自动化的生产系统中是不可或缺的一 部分。在整个工程投资中物流系统占90%左右，人机系统占投资的10%左右。在中央控制系统的 建设上，存在以下 3种选择（如表一）：（1）考虑到一次性投资太大，项目建设规划者 可能会不投资建设物流系统，一旦如此，那么 一条20万/年产能的生产线需要增加设备操作者38人左右，其中机器人不能自动识别车身，生 产节拍无法保证。每位操作者按年薪7万元计算， 每年需要人工费224万元。（2）建物流系统而不建人机系统，那么需要设 备操作人员，节假日、生产间歇时设备监控人员 18人左右，每年人工成本 126万元。（3）既建物流系统又建人机系统那么设备24小时有人看护，设备的启动停止、故障的监控均 有管理，设备故障能得到及时的处理，而完成这 一些工作仅仅需要 8人，年人工成本费 40万。从以上分析中我们不难看出方案一人工成本 高，3年的人工成本即可建一套物流系统。由于 没有物流系统生产节拍会受到一定程度的限制。 方案二能够保证生产节拍，但设备故障不能及时 发现，现场需要操作者比较多，方案三较方案二 每年节省人工成本 70万，设备故障能得到及时处 理，设备的管理比较集中，1年的人工成本即可建一套人机系统。综合比较来看，在现代化的自 动化涂装车间，建一套完整的中央控制系统既经 济又实用。5结束语涂装车间中央控制系统能有效地实现生产与 管理的吻合。系统投入后，在推动生产的快速组 织和信息的快速交换，提供了有力的支持，对生 产的准时化管理、保证生产计划的有效完成起到 了重要的推动作用。表一：中央控制系统投资经济性方案比较方案一方案二方案三成本不建物流系统建物流系统建物流系统不建人机系统不建人机系统和人机系统人工成本（按年7万/人计算）224万（操作者32人，值班6人 设备故障不能及时发现并处理）126万（操作者12人，值班6人，设备故障不能及时发现并处 理。）56万（设备24小时8人轮流监控， 设备故障能及时发现并处理。）