山东滨州轮榖成型生产线数据采集系统-PLC-技术描述-V1.0(1)(1).doc

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山东滨州盟威轮榖生产线
数据采集系统技术描述

V1.00 2012.2

制 订：西门子工厂自动化工程有限公司

日 期：2012年2月

(本方案未经许可不得向第三方传播)

1. 前言 3
1.1. SFAE公司介绍 3
2. 适用标准 4
3. 项目方案 5
3.1. 项目背景 5
3.2. 项目的设计原则 5
3.3. 项目方案 5
4. 项目实施计划 6
4.1. 系统详细需求分析 6
4.2. 硬件采购 6
4.3. 软件设计 6
4.4. 设备到货 6
4.5. 现场安装与功能调试 6
4.6. 系统终验 6
5. 相关案例 7
6. 西门子产品介绍 7
6.1. Wincc软件介绍 7

1. 前言

1.1. SFAE公司介绍

始建于一九九三年的西门子工厂自动化工程有限公司（SFAE）是德国西门子股份有限公司在中国自动化领域投资的第一家合资公司，西门子公司占有68%的股份。公司注册资金300万欧元，2011年营业额超过20亿元人民币。
数年来，本公司在国内外自动化领域中，在数控机床、汽车制造、起重机械、油田、水处理、冶金、造纸、自动物流等行业向6000多家用户提供了技术支持、数控与驱动系统改造、老生产线更新与新自动化工程项目实施、备件供应、低压电柜、以及数控、驱动与可编程控制器（PLC）等多种产品与服务。
本公司于1999年顺利通过ISO9001和ISO9002（94版）质量体系认证，并于2002年7月完成ISO9001和ISO9002（2000版）转版认证，拥有完善、严密的设计、制造过程和企业组织管理。本公司拥有ISO14001认证。
为更接近用户，公司在上海、广州、沈阳、长春、成都、重庆、武汉和南京等地设有办事处或员工常驻服务点，公司员工800多名，其中工程；服务和电柜技术人员有500多人。本地化的销售、维修服务与技术工程师将使用户得到及时的最好的支持。
我们所有的自动化工程均基于西门子这一著名的品牌；高学历、深入的专业知识、出色的个人能力、丰富的现场经验和项目管理能力是我们工程师的共同特点；西门子的成熟专有技术及其配套产品，结合丰富的工程经验和灵活应用，使我们能够为用户提供全套、最优的解决方案。无论原理设计、硬软件设计、电气安装、现场调试还是技术培训，我们均能满足您的要求，并可根据情况提出合理建议；向用户提供优质服务一直是我们的宗旨，通过热线服务和大容量备件库，我们可向您提供更广泛的技术支持和快速服务。
我们的质量方针是：优质高效、顾客满意、确保名牌、持续改进

2. 适用标准

IEC 1131-3 PLC编程 PLC programming

prEN954-1 安全集成的安全功能 Safety functions with Safety Integrated

EN55011 EMC标准 EMC stability for mains- and field-borne interference

Windows NT/2000 操作系统 Operating system for operation and visualization

EN50170 PROFINET 控制器之间的通讯 Communications between controllers

IEEE802.3 Ethernet TCP/IP 操作面板、控制器和HMI之间的 通讯 Communications between operator panels and between machine controllers and the HMI

OPC A standard mechanism for communicating to numerous data sources, either devices on the factory floor, or a database in a control room.

3. 项目方案

3.1. 项目背景
该生产线用于汽车轮榖涂装，为全自动生产线，二十四小时生产；由于生产规格较多，达20余种，因缺乏对轮榖涂装质量的数据统计和追踪分析，给针对性的提高设备的生产效率带来一定困难，因此增加一套数据采集系统用于该生产线轮毂生产合格率的数据采集与统计；

3.2. 项目的设计原则
针对当前生产线的状况，在不改变当前控制系统结构并不影响当前正常生产的情况下，新增一套独立的数据采集系统，系统采用S7系列PLC、PC677工控机以及WINCC上位系统；原生产线的硬件和程序均不进行任何修改，仅在有必要且不影响生产的前提下，增加部分程序用与数据采集系统；
该项目为交钥匙工程，包括系统初步设计、系统详细设计、系统采购、安装和调试及设备验收和生产支持。对系统使用者、维护者和管理者的培训以及递交符合系统开发规范的整套项目文档也是项目的重要内容。

3.3. 项目方案
3.3.1. 生产线数据采集系统
项目方案描述如下：
Ø 控制器采用S7-300 PLC，安装在数据采集操作站；S7-300是西门子中端PLC，具备很强的运算能力和极快的运行速度，能够保证数据采集的准确性和实时性；CPU采用315-2PN，集成以太网口以及Profibus口，便于网络扩展；
Ø 在线尾处安装一个光电开关用于检测下线的轮榖，光电开关以及安装支架均由用户提供，并确保安装后检测的稳定性；
Ø 增加西门子PC677工控机用于上位软件安装，并安装在数据采集操作站；上位软件采用西门子SCADA系统WINCC，WINCC以SQL SERVER数据库为后台，所有采集的数据均可存入SQL SERVER数据库，以供归档和数据追溯；
Ø 当前系统完成以下功能：
· 下线轮毂数采集以及统计，包括班次统计、时间段查询功能；
· 不同类型的缺陷统计，其中缺陷确认由操作人员在上位机选择相应型号后进行手动确认，确认后将故障信息存入数据库；
Ø 根据实际的功能需求完成系统的编程调试。
系统全部采用西门子产品，结合全集成自动化（TIA）技术，将生产制造和工艺过程技术领域统一起来。PLC采用S7-300控制器，具备较强大的计算的能力，其坚固、全封闭的模块能承受恶劣的工业环境。系统具有良好的开放性，控制网络采用Profibus DP现场总线，使得系统的可靠性及抗干扰能力大大增强，并可配备以太网接口，使得系统可方便地与全厂局域网络实现联接。
4. 项目实施计划
4.1. 系统详细需求分析
在合同签定后，与用户方项目组成员进行详细交流，了解详细需求，制定出详细的准确的方案。
4.2. 硬件采购
根据项目方案，采购相应的硬件。
4.3. 软件设计
对改造部分进行相关程序的详细设计；根据功能需求编制程序，并进行系统的测试；
4.4. 设备到货
SFAE西门子工厂自动化工程有限公司按照合同规定的时间内配送各种硬件设备到合同规定的用户指定的地点，并验收硬件设备到货各类总数量。
4.5. 现场安装与功能调试
现场硬件及网络安装完毕且用户具备现场调试条件后，进行现场软件调试
4.6. 系统终验
完成安装调试并达到系统要求的功能后，进行项目验收，验收完成后终验报告由用户签收并进入保修期。
5. 相关案例
Ø 玉柴发动机装配线MES系统
Ø 江铃发动机装配线数据采集系统
Ø 大众底盘线螺栓拧紧数据采集系统
6. 西门子产品介绍
为了更进一步地了解本项目中所用到的西门子产品，分别介绍如下。
6.1. Wincc软件介绍

SIMATIC® WinCC基于Windows平台，能为各种工业领域提供完备的监控与数据采集(SCADA)功能，涵盖单用户系统直到支持冗余服务器和远程Web客户机解决方案的多用户系统。WinCC是跨公司垂直集成交换信息的基础，它采用了工厂智能，可以实现更大程度的生产过程的透明性。

WinCC基本系统是各种不同应用的核心。它不仅包含开放的编程接口，还包含大量已经开发了的WinCC选件(由西门子A&D完成)和WinCC附加件(由西门子内部和外部合作方完成)，用于给用户提供各种功能的扩展
SIMATIC WinCC V6.2版对基本系统及其选件进行了大量有益的功能增强，从而可对工厂智能型应用提供更为强大的支持。
■ WinCC基本系统的创新
Ø 具有Windows主题风格和外观的运行界面

Ø 支持报警隐藏，更为直观
WinCC V6.2对报警系统进行了功能扩展，尤其是通过“报警隐藏”功能，提高了报警显示和报警处理的清晰性。借助“报警隐藏”功能，操作员可以手动控制在报警控件上不显示非重要的系统状态信息；虽然这些消息不被显示，但仍会进行后台归档处

Ø 增强的趋势显示控件
在WinCC V6.2中，扩展了WinCC趋势控件的功能: 在同一趋势显示屏上，可以显示当前值(在线趋势)和历史过程值。。
现在，只需点击一下按钮，就可以将趋势显示中显示的过程值导出为CSV格式文件，并提供给标准工具进行分析

Ø WinCC集成了微软最新的数据库Microsoft SQL Server 2005 SP1(标准版)。从性能和数据管理能力等方面来看，MS SQL Server 2005 SP1非常适合作为高端SCADA软件的数据库系
Ø 增强的安全性，支持Windows防火墙和病毒扫描
为了提高运行期间的安全性，现在发布的WinCC V6.2可以与开启的Windows防火墙配合使用。除了可以使用企业版Symantec AntiVirus以外，还可以使用8.1及以上版本的 Trend Micro Server Protect，5.56及以上版本的Trend Micro Office Scan NT，和5.02及其以上版本的McAffee-Virus scanner
■ WinCC工厂智能选件的创新
Ø WinCC/DataMonitor，现在支持报表发布和网页定制功能
Ø 全新选件：WinCC/DowntimeMonitor，可以检测并分析机器和工厂的停机时间
Ø 全新选件：WinCC/ProcessMonitor，管理信息系统，支持在线质量分析
Ø WinCC/Connectivity Pack，提供访问分布式系统中数据的方便接口
Ø 全新选件：WinCC/Connectivity Station，任何一台 Windows计算机都可以通过Connectivity Station访问分布式系统的数据
随着自设备级直至企业级工厂智能应用的整合，西门子自动化与驱动集团可以提供一种完美、灵活的“一站式”解决方案。SIMATIC WinCC工厂智能选件有效、智能地利用数据，并实时的生成关键信息，从而可以改善公司的决策过程。该过程能进一步降低工厂成本、防止原料浪费，更好地利用生产设施，最终，确保具有更高的管理效率和管理有效。
经济、灵活的基于过程可视化系统SIMATIC WinCC的监控系统，可以无缝地升级为综合最优的基于SIMATIC IT的制造执行系统级解决方案。 SIMATIC WinCC工厂智能选件实现了监控级和制造执行系统级的连接，从而可以高效地进行生产数据的数据采集、归档、压缩、分析和发布工作，使生产过程具有更大的透明性
■ 针对WinCC选件的更新
Ø WinCC/Web Navigator，集成在全厂集中用户管理系统中的Web客户端
Ø WinCC/Central Archive Server，集中处理并提供数据归档
Ø WinCC/Audit，集成项目版本管理工具
Ø 新特点：WinCC/Change Control，可以跟踪组态的更改
Ø WinCC/Redundancy，可以同步消息状态和内部变量
Ø 新特点：SIMATIC Maintenance Station，用于系统的高效维护
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