項目背景

徐工集團重卡生產(chǎn)基地位于徐州****產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，總規(guī)劃占地3000余畝，項目分兩期實施。一期工程占地1382.26畝，建筑面積約50萬平方米，總投資近40億元，將形成年產(chǎn)6萬輛重卡及8萬臺工程機械駕駛室的制造規(guī)模；2015年啟動二期工程，在余下1600余畝地塊上重點發(fā)展汽車及工程機械核心零部件產(chǎn)業(yè)，力爭用三年左右實現(xiàn)超百億的銷售目標。徐工集團重卡生產(chǎn)基地建成后，將通過整合利用徐工集團優(yōu)勢資源，打造高品質、上規(guī)模的中**重卡產(chǎn)品，在整車工藝水平上將對標******；在做大、做精重卡產(chǎn)品的同時，為徐工集團提供上等可靠的專用車底盤；利用徐工集團市場優(yōu)勢資源，大力發(fā)展以自卸車為代表的工程車輛，促進工程機械板塊與重卡板塊的協(xié)同發(fā)展，并以此帶動物流車的發(fā)展，實現(xiàn)徐工集團的“大徐工、大汽車、大發(fā)展”的戰(zhàn)略目標。

項目實施與應用

用戶的具體制造工藝與一般的汽車制造流水線一樣，主要由各種工藝設備和機械化輸送組成。這里以總裝工藝的機械化輸送為例來介紹總體的控制系統(tǒng)應用情況。該項目由東風設計研究院設計并總包，根據(jù)徐工汽車的總體設計的要求，對于控制系統(tǒng)的要求需要考慮高效、先進、穩(wěn)定，成本經(jīng)濟的方案。經(jīng)過與各方技術人員的交流，總裝車間機械化控制系統(tǒng)選擇PROFINET協(xié)議進行通信。PLC與PLC之間，PLC與現(xiàn)場模塊之間的通信都基于PROFINET總線的形式。現(xiàn)場的變頻器、分布式I/O以及其他模塊直接接入PROFINET總線網(wǎng)絡。本項目*大的**就是輸送設備全部采用空中自行小車，采用無線控制系統(tǒng)讓自行小車控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，成本更加經(jīng)濟。當然，同時也讓自行小車本身在輸送上的優(yōu)勢體現(xiàn)得****，整個車間的設備分布更合理，工作環(huán)境更整潔。

整個輸送系統(tǒng)包括地面的板鏈輸送與空中無線自行小車輸送，地面板鏈的控制系統(tǒng)主控系統(tǒng)通過PROFINET與現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息進行交換，程序的運算和處理，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的控制功能。現(xiàn)場設備主要包括現(xiàn)場操作站、現(xiàn)場設備檢測單元（接近開關、光電開關等）、現(xiàn)場其他輸入設備和現(xiàn)場執(zhí)行機構（如變頻器、電磁閥等）等。需要轉掛的輸送設備之間的信號交換由PLC通過網(wǎng)關來進行交換。 整個網(wǎng)絡采用PROFINET專用交換機進行組網(wǎng)。如圖1所示。

空中自行小車采用獨立的PLC控制系統(tǒng)，利用無線PROFINET基數(shù)進行通訊，自行小車的整體調(diào)度由地面PLC控制，包括小車的位置判斷，發(fā)車條件判斷。由地面主站將各類指令通過無線的PROFINET傳送給空中自行小車的控制箱，車載控制箱中的PLC控制小車在各個工作位置的動作，包括啟動、調(diào)速、安全停車等等。輸送小車的位置狀態(tài)，車載狀態(tài)等監(jiān)控信息，統(tǒng)一通過地面站的監(jiān)控觸屏PC進行顯示，同時，各種手動操作，狀態(tài)切換也由地面主站的觸屏PC完成。如圖2所示。

項目**性、重點與難點問題及解決思路

在徐工重卡總裝車間，各子系統(tǒng)必須相互適應，生產(chǎn)過程需要實現(xiàn)數(shù)字化，與整廠管理系統(tǒng)以及沖壓、焊裝、涂裝、檢測、調(diào)試車間及車架聯(lián)合車間的系統(tǒng)需要無縫對接。這對工業(yè)通信網(wǎng)絡的開放性和穩(wěn)定性提出了很高的要求。對于這樣的需求，相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術，基于以太網(wǎng)的更靈活、更高效、更高性能的PROFINET**地契合這些特性。PROFINET作為適用于實時自動化行業(yè)的開放式以太網(wǎng)技術，能夠滿足面向未來的大數(shù)據(jù)傳輸和高精度控制，基于PROFINET優(yōu)良的靈活性和開放性，用戶可根據(jù)具體需求任意設計機器和工廠的系統(tǒng)架構。與此同時，PROFINET 的高效性還意味著用戶可以實現(xiàn)資源的有效利用并顯著提升工廠的運營效率，同時更高的實時性與更強的診斷功能，對于生產(chǎn)節(jié)拍的保證以及故障排查的及時提供了保障。

對于重要的輸送設備自行小車的控制方案來說，在設計時是有一些難點的。傳統(tǒng)的小車控制方案因為使用滑觸線數(shù)量較多，分段較復雜，施工的周期較長，施工的質量也很難保障。并且，控制信號都是通過電刷與滑觸線的導通和斷開來實現(xiàn)的，一段時間使用后電刷磨損嚴重，故障率高發(fā)，維護很困難。初始考慮采用無線通訊技術，但如果采用一般的無線技術，用戶擔心實時性和穩(wěn)定性的問題，因為小車工作范圍很大，也可能出現(xiàn)信號衰減的問題。經(jīng)過多方的論證和分析，*后采用了菲尼克斯電氣的無線自行小車輸送控制系統(tǒng)，采用無線的PROFINET技術來實現(xiàn)，具有以下優(yōu)點：具有以太網(wǎng)的一些典型特點，如斷線后自動重新連接。支持多個接入點，支持漫游，每個AP的信號覆蓋范圍的重疊區(qū)域就是可發(fā)生漫游的區(qū)域，有了這個特性就可以實現(xiàn)分布多

個無線接入點（信號源）。這在遠距離，大范圍傳輸中就顯得十分靈活、方便。 簡化了安裝、減少了維護時間和停機時間、有效地降低電纜和維護成本、提高了生產(chǎn)效率。項目為用戶實現(xiàn)的效益本項目采用的主要產(chǎn)品，包括菲尼克斯電氣**控制系統(tǒng)PLC ILC 370 PN、嵌入式工控機BLPPC 15、PROFINET交換機，工業(yè)無線通訊模塊FL WLAN5100等。菲尼克斯電氣的**模塊化Inline控制器ILC 370 PN 2TX-IB是一款高性能PROFINET控制器。該控制器可用于中等規(guī)模的應用場合，其高度模塊化的設計可以適應各種應用需求。其集成型PROFINET接口確保了使用PCWorX自動化軟件進行符合IEC 61131的參數(shù)化和編程，可與OPC服務器同步交換數(shù)據(jù)并與TCP/IP兼容設備進行通信。在這樣的產(chǎn)品性能參數(shù)前提下，選用這款控制器不僅滿足用戶的各項技術要求，還可以降低成本。370 PN與帶觸屏功能的BL PPC工控機進行組合后，取代原來的HMI的方式，在保證了技術先進性的同時，提高了處理能力和速度，也極大的提高了性價比。

而無線的PROFINET技術的應用，更是通過**型的技術方案大大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性，節(jié)約了傳統(tǒng)方式的滑觸線的使用量，只保留動力供電的滑觸線，降低了成本。將原有的電刷數(shù)量大大降低，滑觸線再不需要進行分段來傳輸控制信號，采用漫游的技術保證信號的覆蓋強度。讓PLC直接通過PROFINET來交換信息。這些措施都極大地降低故障率和后期的維護成本。

項目意義

菲尼克斯電氣的全套PROFINET控制系統(tǒng)應用于徐工重卡的儀表分裝線、車門線、自行小車、底盤線等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。穩(wěn)定可靠的PROFINET系統(tǒng)及其他先進技術有效保證了徐工重卡的制造精度和質量，又實現(xiàn)了成熟、可靠及先進性與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。借助PROFINET，徐工重卡的工廠管理系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字化、信息化、智能化，體現(xiàn)了高效率、低成本的現(xiàn)代化工廠理念，高度集約化、柔性化、智能化和全數(shù)字化管理代表了國家**裝備制造轉型方向。