2．系统构成

线体的控制系统以可编程逻辑控制器PLC为核心，该项目中选用西门子319-3PN/DP为主控PLC。主控PLC通过Profibus-dp通讯方式与西门子分布式I/O ET200PRO来完成驱动系统的控制，工位控制，转台（或升降台）的控制。通过以太网通讯与服务器完成数据传输。线体驱动电机供电由线体母排直接接入主控柜中，由主控PLC通过ET200PRO子站及中间继电器控制各个驱动电机接触器的通断。工位控制的I/O信号（包括气动停止器的电磁阀驱动输出，工位托盘的占位信号，操作台的放行按钮信号和强制放行按钮信号）均通过ET200PRO子站完成控制。当在每个工位积放的托盘数量有限制时（通常出于避免停止器过载的考虑），设满料信号。必要时可能还会包括停止器的位置信号和托盘到位信号。这些信号就近接入至分布在线体的远程I/O站，每个远程I/O站通过Profibus总线与主站，即主控PLC相连。采用ET200PRO作为子站时，不建议设置过多的分站，否则增加成本且不便于安装和维修维护，一般6至8米设立一个站即可。(,系统硬件配置图见 图4)

3．控制系统形式的确定

汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，由于工艺的繁琐性，装配线在整个生产过程中较为关键。对于控制系统而言，一条发动机装配线上往往配置有几十到上百个工位，每个工位都有停止器、传感器、开关、指示灯及可能的数据信号（如RS232串行通信信号、A/D模拟量信号等）需要控制，,在传统的控制系统中都是由主控PLC拉出电缆线,安装接插板(如宾德、图尔克)实现对上述要求的控制，这样作的弊端在于一方面对主控PLC的依赖性太强，另一方面系统信号电缆过多，造成维护困难，可能的故障点增加，可靠性降低，资源浪费。而采用分布式I/ O 系统通过网络连接,采用PROFIBUS - DP 现场总线协议通信。可以方便的实现就近配线、就近控制、就近诊断，从而使得系统的可靠性、可维护性大大提高，特别是在需要的地方采用可编程分布式I/ O 耦合器，一些简单的逻辑控制和数据处理可就地解决，从而大大降低网络传输的数据量，降低主控PLC的负担，使整个系统控制更加简洁有效。但随之而来的问题是协议的转换问题，为适应市场的需要，现在的发动机装配线大多数均为为柔性装配线，因而需要有相应的信息识别系统，例如扫描枪、随机信息载体等以便发动机装配完成后对所有零部件装配信息的追溯，因此我们采用国际上比较先进的在发动机托盘上安装无线射频记录标签的方式来记录所有的信息，这样就需要将各种零件的信息通过PLC写入到无线射频标签中，发动机的零部件通常具有烧蚀的2维矩阵码，这样我们可以通过使用扫描枪扫描2维矩阵码的方式来获得零部件的信息，然后通过鼎实公司的PB-B-RS232485总线桥模块完成串口协议与PROFIBUS协议的转换。

本项目配置有西门子MOBY－I信息识别系统，该信息识别系统防护等级为IP65，选择ET200PRO分布式I/O作为线体远程I/O站。ET200PRO分布式I/O子站由输入模块、输出模块搭接而成，可根据实际现场需要进行扩展。ET200PRO安装方便，配置简单，只需要在基本模块上接入电源及网线即可，在现场中可直接挂接在西门子520MM的安装板上，通过Profibus与主站CPU进行通讯（现场I/O子站照片见图5）。同时西门子MOBY-I系统的RF170C系列也可直接挂接在ET200PRO后面，这样，既完成了系统信息处理，也完成了I/O点的访问。

在项目中所有零部件的扫码结果均由PB-B-RS232485总线桥模块将串口协议转换成PROFIBUS协议，并由PLC通过PROFIBUS总线与PB-B-RS232485总线桥连接，读取扫描结果，这样做的好处在于模块的安装方便，不受PLC电控柜的限制，缩短了串口电缆线的距离，降低了故障率。以往扫描枪的信息与PLC的信息交换总是很繁琐的一件事情，一般都需要将串口线连接到PLC电控柜内，然后通过西门子的RS232串口模块读取扫描枪中的信息，但是由于发动机零部件复杂繁多，需要扫描的部件也纷繁多样，这样就造成往往扫码工位遍布整条发动机装配线，有些工位距离主控PLC电控柜很远，但是串口电缆线距离太远传输稳定性不高，这就使工程师想到了通过协议转换的方式完成数据传输，PB-B-RS232485总线桥连接简单方便，接入24V电源，DP电缆线以及扫描枪电缆线即可(如图6、图7)。PB-B-RS232485总线桥并不需要像西门子RS232 串口模块那样安装驱动程序，配置完硬件后，调用FB2读取串口数据，FB3写入串口数据，只需要在硬件配置完后设置接受字节数，并将控制字第6位置1即可完成连续接受，配置简单，调试方便。