隨著技術(shù)的發(fā)展，智能化、數(shù)字化是未來(lái)沖壓車(chē)間的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)智能化車(chē)間是應(yīng)用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)搭建以MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))系統(tǒng)為核心的人機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車(chē)間動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)匯總、分析、分布，輔助科學(xué)快速生產(chǎn)管理、決策，并逐步向“無(wú)人工廠”過(guò)渡。服務(wù)器系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)、智能化、集成化必不可少的技術(shù)手段，如何實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)線的智能化平臺(tái)搭建顯得尤為重要。綜上所述，本文介紹了基于西門(mén)子WinCC 技術(shù)搭建的服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)在沖壓生產(chǎn)線上的應(yīng)用，既實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與沖壓生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)的無(wú)縫集成、又可實(shí)現(xiàn)與MES 系統(tǒng)的高度融合，同時(shí)利用服務(wù)器與多客戶端的技術(shù)提高了操作的方便性及操作效率，即在任何一個(gè)人機(jī)界面都可訪問(wèn)其他人機(jī)界面的數(shù)據(jù)(整線長(zhǎng)大約60m、15 個(gè)人機(jī)界面)。

現(xiàn)狀分析

目前，沖壓生產(chǎn)線整線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，主要基于工業(yè)以太網(wǎng)搭建完成的控制系統(tǒng)，每個(gè)單元由獨(dú)立的PLC、觸摸屏和執(zhí)行元器件構(gòu)成，設(shè)備數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)等都存儲(chǔ)在PLC 模塊中，上位機(jī)MES 系統(tǒng)接收信息只能從每個(gè)PLC 模塊中讀取，網(wǎng)絡(luò)控制圖如圖1所示，存在以下缺點(diǎn)：⑴參數(shù)存儲(chǔ)備份無(wú)法方便智能存儲(chǔ)，只能備份在PLC 程序DB 塊中；⑵MES 系統(tǒng)與PLC 交換讀取數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)信息量有限(PLC 存儲(chǔ)有限)，實(shí)時(shí)讀取有可能造成PLC 運(yùn)行控制的不確認(rèn)性；⑶每個(gè)觸摸屏只能瀏覽本單元的數(shù)據(jù)和參數(shù)，無(wú)法獲得其他單元大量的相關(guān)信息。

圖1 沖壓生產(chǎn)線整線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

WinCC 搭建的服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)

基于上述描述的沖壓生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析，本文提出了一種基于WinCC 軟件搭建的服務(wù)器與多客戶端的技術(shù)平臺(tái)，完全解決了現(xiàn)狀的缺點(diǎn)，既可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成存儲(chǔ)(數(shù)據(jù)庫(kù))、又可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的大量存儲(chǔ)，基于WinCC 開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的程序化處理為MES 系統(tǒng)智能制造搭建了良好的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)利用服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)任意單元的觸摸屏數(shù)據(jù)共享。整線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2 所示。

圖2 整線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

本文搭建的硬件平臺(tái)服務(wù)器、客戶服務(wù)端采用倍福工控機(jī)C6930-0050，軟件使用WinCC V7.2 ，在服務(wù)器上安裝軟件WinCC Basic、WinCC/SERVER，在客服機(jī)Client 安裝軟件WinCC RT128。

WinCC 服務(wù)器自動(dòng)為WinCC 客戶機(jī)提供運(yùn)行時(shí)間環(huán)境，承接圖形、過(guò)程值、消息、檔案數(shù)據(jù)以及記錄。通過(guò)服務(wù)器，與自動(dòng)化系統(tǒng)鏈接，與通信鏈接以及與客戶機(jī)協(xié)調(diào)鏈接。在WinCC 服務(wù)器上，有集成式微軟SQL 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，所有WinCC 數(shù)據(jù)都存放在該數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

WinCC 客戶端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)操控站點(diǎn)上的過(guò)程監(jiān)控和控制。前提條件是在WinCC 服務(wù)器和客戶機(jī)之間有網(wǎng)絡(luò)連接(TCP/IP)；在WinCC 服務(wù)器項(xiàng)目的“計(jì)算機(jī)列表”內(nèi)，已經(jīng)收錄了服務(wù)器和客戶機(jī)；服務(wù)器和客戶機(jī)在同一個(gè)工作組內(nèi)；服務(wù)器和客戶機(jī)有相同的登錄(用戶名、密碼)。如果前提條件都得到了滿足，那么windows EXPLORE simatic shell 內(nèi)的所有WinCC 電腦都會(huì)顯示出來(lái)。

通過(guò)WinCC EXPLORE 對(duì)畫(huà)面進(jìn)行編程，最終呈現(xiàn)的結(jié)果如圖3 所示，在任何一個(gè)操作站的觸摸屏上都可實(shí)現(xiàn)類似畫(huà)面，需要訪問(wèn)哪個(gè)畫(huà)面信息，只需要選中具體的操作站名稱即可。

圖3 WinCC EXPLORE 對(duì)畫(huà)面編程顯示的內(nèi)容

在舒勒伺服沖壓生產(chǎn)線上的應(yīng)用

北汽福田寶沃工廠于2016 年購(gòu)買(mǎi)了1 條舒勒制造的16SPM 高速伺服沖壓生產(chǎn)線，2018 年7 月份開(kāi)始正式交付量產(chǎn)，基于西門(mén)子WinCC 技術(shù)搭建的服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)在此條沖壓生產(chǎn)線上已成功應(yīng)用，完全達(dá)到預(yù)期效果。開(kāi)發(fā)了沖壓車(chē)間智能制造的簡(jiǎn)單功能模塊，成功的服務(wù)器數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建為后期智能制造開(kāi)發(fā)提供了數(shù)據(jù)保障。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

⑴任意操作站都可隨時(shí)隨地訪問(wèn)其他單元的操作站信息，達(dá)到操作的方便性與快捷性；⑵生產(chǎn)參數(shù)的備份，可在線首一鍵將整線的數(shù)據(jù)備份，打包在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)文件內(nèi)，并可作整線數(shù)據(jù)備份處理；⑶整線的過(guò)程數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在一個(gè)服務(wù)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度集成；⑷與上位機(jī)MES系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，MES 系統(tǒng)直接讀取服務(wù)器信息，其中包括：生產(chǎn)效率、生產(chǎn)故障、生產(chǎn)參數(shù)等信息，通過(guò)MES 系統(tǒng)成功搭建了OEE 生產(chǎn)效率監(jiān)控及報(bào)表統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)備故障預(yù)診斷、生產(chǎn)排程下發(fā)到生產(chǎn)線等功能。

寶沃工廠的高速伺服沖壓生產(chǎn)線由5 臺(tái)伺服壓力機(jī)和6 套傳輸機(jī)械手組成，其中包含了大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其中主要包含：⑴每臺(tái)伺服壓力機(jī)曲線編程參數(shù)，每臺(tái)壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)包含9 個(gè)曲線點(diǎn)設(shè)置(包含位置、速度等信息)；⑵每臺(tái)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡曲線編程設(shè)定，每個(gè)循環(huán)運(yùn)行軌跡包含15 個(gè)曲線設(shè)置點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)包含8 個(gè)軸的角度、位置設(shè)定其他相關(guān)參數(shù)；⑶每臺(tái)壓力機(jī)與模具的相關(guān)參數(shù)設(shè)定，包含封閉高度、夾緊器、自動(dòng)化氣源、平衡杠壓力等設(shè)備參數(shù)；基于WinCC 搭建的服務(wù)器平臺(tái)能更好的實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與交換，交換數(shù)據(jù)拓?fù)鋱D如圖4 所示。

離線模擬仿真軟件仿真完成的干涉曲線數(shù)據(jù)，可下載到WinCC 服務(wù)器內(nèi)并保存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，調(diào)試、運(yùn)行時(shí)通過(guò)服務(wù)器將參數(shù)下載到對(duì)應(yīng)的模塊內(nèi)，完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)交換功能。

另一方面，通過(guò)WinCC 技術(shù)搭建的服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)任意位置查看任意操作屏信息功能，搭建的平臺(tái)的拓?fù)鋱D如圖5 所示。

同時(shí)通過(guò)每個(gè)工位的激活按鍵，在一個(gè)壓力機(jī)的操作屏幕上實(shí)現(xiàn)上料機(jī)械手、壓力機(jī)、下料機(jī)械手的觸摸屏切換和實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的單元運(yùn)動(dòng)控制功能，大大提高了設(shè)備操作效率，控制按鍵與觸摸屏設(shè)置如圖6所示。

圖4 交換數(shù)據(jù)拓?fù)鋱D

圖5 搭建的平臺(tái)的拓?fù)鋱D

圖6 控制按鍵與觸摸屏設(shè)置

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)基于西門(mén)子WinCC 技術(shù)搭建的服務(wù)器與多客戶端的平臺(tái)技術(shù)在沖壓生產(chǎn)線上的應(yīng)用，完全實(shí)現(xiàn)了配方數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)及過(guò)程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)管理，既加大了存儲(chǔ)量，又實(shí)現(xiàn)了各個(gè)單元數(shù)據(jù)的內(nèi)部共享與交互，同時(shí)預(yù)留與上位機(jī)MES 通信的接口，通過(guò)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，可完全實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)監(jiān)控、交換，通過(guò)建立沖壓生產(chǎn)線大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為將來(lái)智能沖壓車(chē)間的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

主要從事沖壓工廠規(guī)劃、沖壓設(shè)備規(guī)劃及設(shè)備后期設(shè)備運(yùn)營(yíng)等工作，主持完成寶沃沖壓車(chē)間標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能24 萬(wàn)輛/年的沖壓車(chē)間規(guī)劃工作，擁有3 項(xiàng)發(fā)明、2 項(xiàng)實(shí)用新型，現(xiàn)負(fù)責(zé)福田M4-C 項(xiàng)目沖壓設(shè)備規(guī)劃。