隨著汽車(chē)制造企業(yè)總裝輸送線年產(chǎn)量的不斷提高，安燈系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。它不僅能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前的計(jì)劃產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量、進(jìn)度及時(shí)間，使管理人員隨時(shí)了解生產(chǎn)狀況，而且具有快速顯示生產(chǎn)異常工位、減少問(wèn)題產(chǎn)品等諸多優(yōu)點(diǎn)。
安燈系統(tǒng)的作用和目的
安燈系統(tǒng)主要應(yīng)用于規(guī)?；趧?dòng)密集型企業(yè)。近幾年，尤其是2005年以來(lái)，國(guó)內(nèi)各汽車(chē)制造廠的單條總裝輸送線逐步超過(guò)了年產(chǎn)10萬(wàn)、15萬(wàn)、20萬(wàn)輛甚至更高，安燈系統(tǒng)因此得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，隨著系統(tǒng)功能的日趨增強(qiáng)、系統(tǒng)反映速度的提高以及其運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，也加速了該系統(tǒng)的推廣使用。特別是新建生產(chǎn)線，安燈系統(tǒng)隨線同時(shí)建設(shè)。
1. 安燈系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的計(jì)劃產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量、進(jìn)度及時(shí)間，使所有人員，特別是管理人員隨時(shí)了解生產(chǎn)狀況；
（2）快速顯示生產(chǎn)異常工位，加快問(wèn)題處理速度，減少停線次數(shù)；
（3）快速顯示設(shè)備、主線故障及報(bào)警，使維修人員快速準(zhǔn)確到位搶修設(shè)備；
（4）在緊急情況時(shí)，可以立即停線，并能快速恢復(fù)生產(chǎn)線的運(yùn)行，沒(méi)有到控制柜復(fù)位的操作要求；
（5）在異常得不到解決時(shí)，能使輸送線停止在工位末端，預(yù)留處理時(shí)間，把異常的損失減小到最??；
（6）當(dāng)檢查工位發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，能在較短時(shí)間內(nèi)召喚到責(zé)任人員，減少問(wèn)題產(chǎn)品；
（7）記錄各種生產(chǎn)信息、生產(chǎn)異常信息、設(shè)備運(yùn)行等信息，可形成報(bào)表，便于檢索考核，用于各類(lèi)管理人員分析對(duì)策；
（8）提供可遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享的功能，方便各類(lèi)管理人員查看當(dāng)前狀況、了解和查尋歷史數(shù)據(jù)。
安燈系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展過(guò)程
重慶長(zhǎng)安鈴木汽車(chē)有限公司自1995年建線之初，就使用了安燈系統(tǒng)，通過(guò)10余年的改造提高，安燈系統(tǒng)的應(yīng)用功能日趨完善。具體的發(fā)展階段如表，供業(yè)內(nèi)同行參考。
安燈系統(tǒng)主要設(shè)備的配置與布置概述
1. 圖1為典型的轎車(chē)總裝工藝流程，其中，總裝生產(chǎn)線上有100個(gè)主線工位、35個(gè)分裝線工位。
圖1 轎車(chē)總裝工藝流程圖
2. 通常情況下，安燈系統(tǒng)主要設(shè)備的布置如下：
將安燈系統(tǒng)的報(bào)警開(kāi)關(guān)在主線工位、后橋分裝線工位、發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線工位左右兩側(cè)各設(shè)置1套拉線開(kāi)關(guān)（紅、黃2色各1個(gè)）；對(duì)儀表板分裝線工位和車(chē)門(mén)分裝線工位則采用單側(cè)布置報(bào)警開(kāi)關(guān)的方式。
安燈顯示屏的配置，目前大多使用三色LED屏。在總裝主線上設(shè)置雙面屏，懸掛在主線外側(cè)的中部位置，屏幕尺寸大小視現(xiàn)場(chǎng)情況而定，以在最遠(yuǎn)工位可看清屏幕上文字為確定依據(jù)；選型時(shí)也要注意選擇標(biāo)準(zhǔn)的LED屏幕尺寸，不要使用非標(biāo)規(guī)格。在各分裝線上，以設(shè)置單面屏居多，根據(jù)線體的布置形式，也有局部使用雙面屏的。另外，根據(jù)使用需要，另配置2～3張功能屏，用于懸掛在辦公室、現(xiàn)場(chǎng)辦公區(qū)，供管理人員、保全、資材等人員監(jiān)控實(shí)時(shí)生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備故障信息使用。除功能屏外，每個(gè)顯示屏均配置一盞紅色和一盞黃色旋轉(zhuǎn)燈以及報(bào)警喇叭（可以多裝1個(gè)做備用），供發(fā)出報(bào)警聲響之用。
安燈系統(tǒng)上位管理計(jì)算機(jī)最好設(shè)置2臺(tái)，其中一臺(tái)主機(jī)是服務(wù)器的配置，兩計(jì)算機(jī)可短期內(nèi)相互備用。
在主線上的各檢查工位處，設(shè)置1塊小型的觸摸屏，用于出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)方便裝配質(zhì)量檢查人員在較短時(shí)間內(nèi)召喚到責(zé)任人員來(lái)迅速處理，提高下線合格率。
在主線上要設(shè)置若干個(gè)主線暫停按鈕，平均5～7個(gè)工位設(shè)置一個(gè)。
安燈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
圖2 安燈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
安燈系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制部分為現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在每一條生產(chǎn)線上根據(jù)工位多少安裝數(shù)個(gè)遠(yuǎn)程輸入模塊，單個(gè)遠(yuǎn)程模塊發(fā)生故障并不影響其他模塊的運(yùn)行。安燈現(xiàn)場(chǎng)主站PLC與安燈PC，安燈PC與公司內(nèi)部之間為以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式；安燈PC與LED屏之間為RS485現(xiàn)場(chǎng)總線，保證大數(shù)據(jù)量的傳輸暢通和播放速度要求。安燈系統(tǒng)與主線PLC、輔助設(shè)備PLC等設(shè)備的輸入輸出的信號(hào)采用無(wú)電壓觸點(diǎn)（I/O無(wú)源觸點(diǎn)），即使安燈PC出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響安燈PLC與設(shè)備的連鎖運(yùn)行。
安燈系統(tǒng)及外圍設(shè)備、設(shè)施組成
圖3 安燈系統(tǒng)及外圍設(shè)備、設(shè)施組成框圖
原則上，安燈系統(tǒng)及外圍設(shè)備、設(shè)施組成采用沿各主線/子線分散式的系統(tǒng)，其中一旦出現(xiàn)問(wèn)題也不會(huì)影響其他線的安燈設(shè)備，無(wú)論是增加信號(hào)、布局變更等所有變化均不用改造。
安燈系統(tǒng)建設(shè)中幾個(gè)關(guān)鍵部分的技術(shù)細(xì)節(jié)
1. 呼叫/停止拉線開(kāi)關(guān)
設(shè)置在主線兩側(cè)拉線開(kāi)關(guān)也稱(chēng)黃紅燈開(kāi)關(guān)，用于操作者在工位出現(xiàn)異常時(shí)拉動(dòng)來(lái)實(shí)時(shí)報(bào)警。拉黃燈開(kāi)關(guān)即為呼叫，拉紅燈開(kāi)關(guān)即為（定位置）停止。目前，由于生產(chǎn)節(jié)拍的加快，黃紅燈開(kāi)關(guān)又變?yōu)辄S燈開(kāi)關(guān)為（定位置）停止，紅燈開(kāi)關(guān)為（暫）停止，有取代暫停按鈕的趨勢(shì)?！埃ǘㄎ恢茫┩Ｖ埂笔侵笇⑸a(chǎn)線停止在規(guī)定的位置，通常指當(dāng)前工位的末端位置。
拉線開(kāi)關(guān)（或按鍵）的使用數(shù)量巨大，同時(shí)操作者在緊張作業(yè)狀態(tài)下手力會(huì)較大，拉線時(shí)會(huì)直接造成開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的損壞，所以其可靠性非常重要。普通的拉線開(kāi)關(guān)（或按鍵）均無(wú)法滿足使用要求，需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用拉線開(kāi)關(guān)盒，將微型行程開(kāi)關(guān)安裝在盒內(nèi)，拉線拉動(dòng)凸輪拉桿，凸輪碰撞行程開(kāi)關(guān)，則行程開(kāi)關(guān)接通一次，輸出一24VDC的脈沖信號(hào)。工業(yè)用行程開(kāi)關(guān)性能穩(wěn)定，基本上沒(méi)有維修量。拉線開(kāi)關(guān)盒同時(shí)配置黃紅柱型指示燈，可以方便地確定報(bào)警位置。
2. 與主線的信號(hào)通信和處理
安燈系統(tǒng)與主線的信號(hào)連接和處理是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，會(huì)影響到主線的安全正常運(yùn)行，以及主線的開(kāi)動(dòng)率。鑒于該問(wèn)題的重要性，部分總裝廠在進(jìn)行生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)常常會(huì)將主線和安燈系統(tǒng)的建設(shè)一起包給輸送線制造公司，而由于安燈系統(tǒng)建設(shè)不是輸送線制造公司的專(zhuān)長(zhǎng)，其往往會(huì)外包給機(jī)電一體化的專(zhuān)業(yè)公司，這樣的公司與輸送線制造公司間是隨項(xiàng)目結(jié)成的松散聯(lián)盟，聯(lián)盟關(guān)系會(huì)隨項(xiàng)目的結(jié)束而減弱，如果再加上距離總裝廠路途較遠(yuǎn)，對(duì)安燈系統(tǒng)的使用維護(hù)和升級(jí)都會(huì)有影響。因此，安燈系統(tǒng)的建設(shè)由總裝廠直接委托給機(jī)電一體化的專(zhuān)業(yè)公司來(lái)建設(shè)應(yīng)是一個(gè)較好的選擇方式，制造成本也會(huì)降低；這樣，總裝廠的工程技術(shù)人員在協(xié)調(diào)安燈系統(tǒng)與主線信號(hào)的處理問(wèn)題也尤為重要。
目前為止，安燈系統(tǒng)與主線的信號(hào)通信和處理采用了兩種（用A種和B種做表述）并行的方式。首先要確定主線各控制柜中PLC是否建立有主線的設(shè)備總線網(wǎng)絡(luò)，如果有設(shè)備總線網(wǎng)絡(luò)，安燈系統(tǒng)只與總線網(wǎng)絡(luò)中指定的1臺(tái)PLC進(jìn)行通信即可；如果沒(méi)有設(shè)備總線網(wǎng)絡(luò)，則安燈系統(tǒng)需要分別與主線各控制柜中的PLC進(jìn)行通信。
A種方式是安燈系統(tǒng)與主線控制系統(tǒng)的信號(hào)連鎖連接采用I/O硬接線的方式，同時(shí)需要雙向通信。這樣的通信方式故障率極低、接線簡(jiǎn)單、檢查操作簡(jiǎn)單，可以滿足主線的安全正常運(yùn)行。根據(jù)I/O連鎖信號(hào)概要圖，可以確定I/O點(diǎn)的大致數(shù)量，選擇相應(yīng)的通信模塊及安燈PLC的配置。
B種方式是在主線控制柜中增設(shè)以太網(wǎng)通信模塊，實(shí)現(xiàn)與安燈PC的通信。通過(guò)安燈PC讀取主線設(shè)備的設(shè)備故障信息，根據(jù)需要進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，用于對(duì)設(shè)備故障的緊急處理以及為日后匯總分析提供幫助。這是對(duì)A種方式的一個(gè)補(bǔ)充，增強(qiáng)安燈系統(tǒng)的管理功能。
3. 與輔助設(shè)備的信號(hào)通信和處理
圖4中標(biāo)出了安燈系統(tǒng)與輔助設(shè)備的I/O連鎖信號(hào)概要（A種方式），是否進(jìn)行B種方式的通信可根據(jù)該輔助設(shè)備的需要來(lái)確定。特別指出的是，出于運(yùn)行安全考慮，輔助設(shè)備與主線連鎖信號(hào)不要進(jìn)入安燈控制柜，而應(yīng)由輔助設(shè)備控制柜與主線控制柜間單調(diào)連接。
圖4 安燈系統(tǒng)與主線、輔助設(shè)備I/O連鎖信號(hào)概要圖
4. 計(jì)劃與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量的處理
安燈系統(tǒng)的LED顯示屏?xí)@示實(shí)時(shí)的計(jì)劃和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量，如果總裝廠有ERP系統(tǒng)，則安燈系統(tǒng)可通過(guò)公司以太網(wǎng)去實(shí)時(shí)讀取相關(guān)的信息來(lái)顯示；如果總裝廠未建ERP系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的計(jì)劃數(shù)就需要根據(jù)工作時(shí)間、當(dāng)班總產(chǎn)量等信息通過(guò)程序中運(yùn)算，從而得到計(jì)劃數(shù)來(lái)顯示，實(shí)時(shí)的完成數(shù)一般是通過(guò)在車(chē)輛下線掃描器對(duì)下線條碼的掃描，累加下線數(shù)量獲得的。
5. 安燈系統(tǒng)PC管理軟件應(yīng)具備以下基本功能
（1）監(jiān)控實(shí)時(shí)生產(chǎn)線工況畫(huà)面
將輸送線的工藝流程簡(jiǎn)要如實(shí)地反映在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控屏幕上，將生產(chǎn)線的各工位狀況反映在流程圖上，報(bào)警用閃爍指示燈給出，形成動(dòng)態(tài)的畫(huà)面，使現(xiàn)場(chǎng)的工作狀況一目了然。
（2）實(shí)時(shí)顯示所有異常信息
將安燈系統(tǒng)內(nèi)部，以及通過(guò)與主線、輔助設(shè)備、防錯(cuò)系統(tǒng)等通信獲得的各類(lèi)異常信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，使管理人員及時(shí)了解異常內(nèi)容。
（3）具有統(tǒng)計(jì)、匯總、檢索、查尋、輸出等功能
開(kāi)發(fā)的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)，可以形成不同的圖表：如報(bào)警明細(xì)表、報(bào)警統(tǒng)計(jì)圖表、設(shè)備問(wèn)題匯總表、設(shè)備運(yùn)行及故障情況統(tǒng)計(jì)表、停線時(shí)間記錄統(tǒng)計(jì)表、停線時(shí)間對(duì)比表、比例匯總表等，并且通過(guò)不同的權(quán)限查詢(xún)不同內(nèi)容。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)要輸入原因，能夠編輯。
（4）可以對(duì)LED屏的播放內(nèi)容、范圍進(jìn)行控制
針對(duì)不同位置上的LED屏，可以設(shè)定顯示信息的類(lèi)型、屏幕布局的格式、字體大小顏色、不同的屏號(hào)、觸摸屏的管理等內(nèi)容。
（5）具有系統(tǒng)自診斷功能
系統(tǒng)設(shè)備硬件故障診斷包括對(duì)計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備、通信接口、通道等運(yùn)行情況進(jìn)行在線和離線診斷，故障點(diǎn)可診斷，并可診斷到各模塊的輸入輸出點(diǎn)。對(duì)冗余的系統(tǒng)設(shè)備，當(dāng)診斷到主用設(shè)備故障時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出信號(hào)并切換到備用設(shè)備。當(dāng)診斷出外圍設(shè)備故障時(shí)，能自動(dòng)將其切換并發(fā)出信號(hào)。軟件故障診斷能對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各軟件進(jìn)行在線診斷，診斷出故障軟件功能塊并發(fā)出報(bào)警信息。在系統(tǒng)進(jìn)行在線診斷時(shí)，不應(yīng)影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備的監(jiān)控功能。
（6）其他功能
安燈系統(tǒng)還具有一些附加的功能，如通過(guò)LED屏發(fā)布通知、宣傳標(biāo)語(yǔ)的功能；安裝音樂(lè)喇叭后進(jìn)行工間作息時(shí)間鈴聲的發(fā)送等。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，安燈系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)盡可能降低對(duì)主線的影響，也就是說(shuō)，特殊情況下，安燈系統(tǒng)出現(xiàn)故障并短期內(nèi)無(wú)法修復(fù)時(shí)，主線應(yīng)能夠在不與安燈系統(tǒng)連鎖的狀態(tài)下運(yùn)行。安燈系統(tǒng)PC出現(xiàn)故障的頻率較PLC高很多，安燈系統(tǒng)的PLC在安燈PC出現(xiàn)故障的情況下，應(yīng)可以繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)具有與主線連鎖的功能。信息在安燈顯示屏上的反映時(shí)間（2s以?xún)?nèi)）非常重要，主要受數(shù)據(jù)量及發(fā)送形式、播放系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)端口及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、播放軟件、顯示屏的接受等因素影響，這應(yīng)是設(shè)備驗(yàn)收的一個(gè)重要考核指標(biāo)。此外，隨著成本的下降，安燈顯示屏呈現(xiàn)出由LED屏向液晶屏發(fā)展的趨勢(shì)。
（轉(zhuǎn)載）
