PROFIBUS在上海大眾汽車的成功應用實例

上海大眾汽車有限公司座落于上海西北郊的安亭工業區，占地面積243萬平方米，現有職工人數1萬余人。公司主要生產桑塔納轎車，桑塔納旅行車，桑塔納2000型轎車和發動機。公司成立以來，轎車產量從1700輛發展到目前的年產量已超過23萬輛，累計生產超過100萬輛。產品種類已從單一的桑塔納普通型發展到目前包括桑塔納2000型在內的兩大系列多種車型，國產化率從起步時的27％到目前已達約92％。

上海大眾連續六年名列全國最大500家外資企業榜首，并連續八年名列全國合資企業“十佳”之列。

上海大眾由汽車一廠，汽車二廠，發動機一廠，發動機二廠和在建的試車場五個區域組成。上海大眾一期工程汽車一廠和發動機一廠于1990年4月完成，二期工程汽車二廠和發動機二廠于1995年4月完成。

項目背景

一期工程的投入使用，使上海大眾的桑車年產量達到10萬輛。隨著中國經濟的迅速發展，轎車的走進家庭，以及對產品的技術含量的要求不斷提高，同時為了使公司的生產能力達到設計的年產30萬輛標準，對已有的一期工程項目進行擴容，進行更大規模的生產已迫在眉睫。從而，二期工程投資立項。

一期工程的汽車一廠和發動機一廠始建于1985年。由于當時的技術能力有限，除了發動機廠生產流水線采用了可編程控制器S5-115進行單機運行控制之外，基本上整個生產流程還是基于繼電器－接觸器的控制系統。系統設計繁復，可靠性差，生產效率低。

于是，采用最新技術運用于新投建的二期工程成為投資雙方的共同愿望。

選型標準

采用最新技術首先是系統的網絡化。要提高生產效率，實現生產過程的全自動化，網絡應用必不可少。由于有西門子S5-115PLC的應用經驗，西門子的S5-115PLC繼續中選。同時，更大規模更新技術的S5-135/155PLC也在二期工程中得到應用。作為一家中德合資企業并且已經擁有對西門子可編程控制器的成功運用經驗，設計者把目光投向了PROFIBUS。并非僅僅因為PROFIBUS誕生于德國，更因為西門子有面向PROFIBUS的眾多控制產品，以及PROFIBUS作為德國國家標準有著其可靠的特性，強大的功能，有扎實的應用基礎。PROFIBUS是一個真正的國際現場總線標準，即符合各國人民利益，集各類先進的現場總線之長的國際標準。

系統設計方案

同汽車一廠一樣，汽車二廠由四個生產車間組成：沖壓車間，車身制造車間，油漆車間和總裝車間。它主要生產桑塔納2000型和少量普通型桑塔納。

沖壓車間的功能是將車身制造的各個金屬部件沖壓成型，送至車身制造車間進行車身制造。在車身制造車間，各個部件被焊接在一起，一部桑塔納轎車的雛形已經生成。下一步工序也就是對車身的油漆。油漆車間是汽車二廠成功使用PROFIBUS的典范。這個車間的規模相當龐大，桑塔納整車車身毛胚由傳送帶從車身制造車間送到油漆車間，然后在傳送帶的輸送下，在油漆車間上下共三層的各個工位進行加工。工序包括預處理，熱水洗，預脫脂，主脫脂……等等。整個上漆過程也有許多步驟。并且上漆是一個相當復雜的工作，環境溫度，濕度等眾多因素對上漆的質量有著相當大的影響。有經驗的工程師需要不斷地根據各種數據和經驗對系統參數，如：油漆的濃度，烘烤的時間長度等等，進行實時修正，以確保生產質量。最后，由傳送帶送到總裝車間的色澤鮮亮的整車車身在總裝車間進行總裝，安裝上由發動機廠生產的發動機和來自于眾多配套廠家的配套產品，一輛嶄新的桑塔納轎車就可以駛下生產線了。

汽車二廠油漆車間系統介紹

油漆車間由兩大基本系統組成，它們是：輔助設備監控系統和噴涂系統。輔助設備是指風機，焚燒爐等設備，以及一些環境參數，諸如溫度，濕度等等，對這些參數加以監控，以得到噴涂工藝所需要的環境。噴涂系統是油漆車間的精華所在。整個系統主要用于對三個不同噴涂工位上的噴涂設備進行控制，通常這些設備是自動化噴涂機器人或機器臂，以及噴涂槍。

如圖1所示，輔助系統由S5-115U作為主機，用CP5430通訊模塊與上位機進行PROFIBUS-FMS通訊。主機自帶多臺擴展機架，利用IM308/318構成一個大型控制系統，分別安裝于不同機柜中，就近控制現場設備。

發動機廠系統介紹

相對于油漆車間龐大的生產系統，發動機車間要渺小許多，參見圖3。發動機車間主要由四條生產線組成，它們是：缸體生產線，缸蓋生產線，曲軸生產線和總裝生產線。在這些生產線中，PROFIBUS-DP得到了廣泛的應用。就其中缸體生產線中的某一個典型工位的控制系統來說如圖所示，S5-115U仍然被用作系統的主機。主機通過IM308與95U-DP相連，構成PROFIBUS-DP網絡，95U-DP作為DP網上的從站。由于有PROFIBUS的應用，該系統有一個非凡的特點，那就是在系統的末端連接了MC的產品，SINUMERIK805。在805上有一塊IM309模塊用于向805提供PROFIBUS接口，同時提供相應的網絡服務。從而，從PLC上可以直接將控制數據送至數控機床控制系統，進一步體現了PROFIBUS的價值。