1 PBS系統(tǒng)的總體概述 　　 1.1現(xiàn)代的汽車生產(chǎn)線中，經(jīng)常在涂裝和總裝之間需要預(yù)留一個車輛緩沖區(qū)（也就是一個臨時的車輛存儲區(qū)），通過這個緩沖存儲區(qū)，上層可以通過生產(chǎn)計劃任務(wù)來實現(xiàn)車輛按計劃，按步驟，有次序地進行生產(chǎn)。因此這個車輛存儲區(qū)的意義將變得十分重大，它關(guān)系到整個生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)度效率，生產(chǎn)節(jié)奏，以及產(chǎn)品質(zhì)量等等?；谶@個緩沖存儲區(qū)，并且來維護和監(jiān)控這個存儲區(qū)，我們把這個系統(tǒng)定義為PBS系統(tǒng)（PBS為Painted Body Store的縮寫）。PBS系統(tǒng)是連接汽車生產(chǎn)線的涂裝和總裝過程的一個中介緩存區(qū)。目前，PBS系統(tǒng)已在廣州本田以及國內(nèi)的少數(shù)幾家汽車廠家中成功應(yīng)用了。 　　 1.2 PBS系統(tǒng)的車體存儲和輸送采用的是摩擦輪式的輸送結(jié)構(gòu)，在存儲區(qū)中有4條車輛存儲線，1條調(diào)度返回線（用于車輛的緊急調(diào)度）和1條上總裝線（用于車輛從PBS庫中上件到總裝線進行總體裝配）。PBS系統(tǒng)由三套三菱Q系列的PLC進行控制，各PLC間通過三菱H網(wǎng)連接成網(wǎng)絡(luò)，同時設(shè)有管理現(xiàn)場計算機，來實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的車輛和空臺車分布情況的實時監(jiān)控，并能顯示出存儲區(qū)內(nèi)的車體的生產(chǎn)信息（如車體的顏色，型號等等）。 　　　 1.3 與ＰＢＳ系統(tǒng)相關(guān)的上下層結(jié)構(gòu)簡圖a如下所示： 其中ＥＲＰ是所有子系統(tǒng)的最頂級，ＥＲＰ（Enterprise Resource Planning）是企業(yè)資源規(guī)劃的縮寫，其中包括產(chǎn)品材料采購，產(chǎn)品研發(fā)和制造，MES （Manufacturing Execution System是制造執(zhí)行系統(tǒng)），產(chǎn)品銷售，而ＭＥＳ主要包括焊裝，涂裝，和總裝等。PBS是介于涂裝和總裝之間的部分，監(jiān)控界面在現(xiàn)場管理計算機上，能和底層的PLC進行雙向的通信，從而能夠?qū)ΜF(xiàn)場進行控制，例如車輛調(diào)度，啟動停止PBS系統(tǒng)等。 　　 2 基于iFIX組態(tài)軟件的監(jiān)控界面的設(shè)計 　　 在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中所用到的組態(tài)軟件是GE Fanuc公司生產(chǎn)的iFIX組態(tài)軟件。iFIX的圖形功能很強，支持多種圖形格式，有可追加的圖形庫，內(nèi)容豐富，界面的設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)的通信，數(shù)據(jù)庫的管理變得十分方便和靈活。 　　 2.1監(jiān)控界面的設(shè)計 　　 在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中主要包括以下幾個界面： 　　 1 監(jiān)控系統(tǒng)主界面，用于操作人員或生產(chǎn)管理者在現(xiàn)場管理計算機上進行察看車庫中所有車輛的信息以及各個部分所處的狀態(tài)，比如說電機是否工作正常，一些現(xiàn)場操作盒是處于手動狀態(tài)還是自動狀態(tài)等等。主界面的目的是從部分上察看細節(jié)。 　　 2 總覽界面，是主界面中略去了一些次要的信息，是從系統(tǒng)的整體上進行監(jiān)控系統(tǒng)是否運行正常。 　　 3 報警界面，利用iFIX中的報警一覽控件，將整個生產(chǎn)系統(tǒng)的所有報警進行統(tǒng)一的管理顯示，并可以按照一定的順序進行排序，報警的統(tǒng)計以及報警后的相應(yīng)處理等等。 　　 4 生產(chǎn)報表，利用組態(tài)軟件中的水晶報表，通過生產(chǎn)報表可以很好的實現(xiàn)上層管理人員對系統(tǒng)進行管理。 　　 5 車輛信息界面，是通過以太網(wǎng)從MES層的數(shù)據(jù)庫中獲得所需的信息（車體的顏色，車體的型號，重量，車輛入庫出庫時間等），并將信息顯示在該界面中。 　　 6車型跟蹤界面，該界面的目的是對整個庫區(qū)里的車輛進行實時的記錄跟蹤,并同時對SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中的車輛跟蹤表進行刷新，以便系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)計劃進行車輛的自動調(diào)度出庫，如圖b所示。 2.2 iFIX過程數(shù)據(jù)庫PDB（Process Database）的建立 　　 iFIX采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計方法，數(shù)據(jù)庫主要是以數(shù)據(jù)塊的形式構(gòu)成的，不同的數(shù)據(jù)塊所實現(xiàn)的功能不同?？梢詫⒍鄠€數(shù)據(jù)塊按先后的順序連接起來，就組成了數(shù)據(jù)鏈。在數(shù)據(jù)鏈中，數(shù)據(jù)從一個數(shù)據(jù)塊傳遞到下一數(shù)據(jù)塊來實現(xiàn)一些功能的組合，數(shù)據(jù)鏈能夠讀取底層的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生報警并自動完成某個過程。規(guī)模較大的過程控制系統(tǒng)包括較多I/O點，用簡單的數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，因此可以通過設(shè)計多個數(shù)據(jù)鏈，每一條鏈完成某一功能，或?qū)崿F(xiàn)控制過程的某一特定功能，這樣就可以使問題簡化。 　　 在PBS系統(tǒng)設(shè)計中，為了讀（寫）PLC中設(shè)備的數(shù)值，采用了DI塊（數(shù)字量輸入塊），DO塊（數(shù)字量輸出塊），AI塊（模擬量輸入塊）和PG塊（程序塊）等。 　　 2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的事件調(diào)度 　　 在實際中有一些任務(wù)希望在特定的時間或時間間隔進行，或過程發(fā)生變化時進行，這就是所謂的調(diào)度問題。在iFIX組態(tài)軟件中有兩種調(diào)度，分別是基于事件的調(diào)度和基于時間的調(diào)度，為了調(diào)度這些任務(wù)，需要根據(jù)實際需求定義觸發(fā)這些動作的時間或事件。下面的這段代碼是判斷某個車位有無車輛以及在各個條件下相應(yīng)的做何種操作。 　　 事件調(diào)度腳本程序如下： 　　 Private Sub Vehicle_OnTrue（） // 調(diào)度事件發(fā)生條件 FIX32.FIX.STATE.F_CV為真時 　　Dim a as variant // 定義一個變量a用于存放從STATE中取出的值 　　Dim b as Boolean // 用于存放從DB中查到該車位有無車的標(biāo)志位 　　a = readvalue （ “Fix32.Fix.STATE.F_cv” ） //讀取STATE標(biāo)簽中的值 　　If a = 1 then 　　b = state（1） //state為關(guān)系數(shù)據(jù)庫中標(biāo)志某個車位有無車輛的字段 　　 if b = TRUE Then 　　 User.Veh.CurrentValue = 1 // 該位置車輛可見,Veh是全局變量，判斷車輛可見 　　 PBS.Vehicle.Foregrount = Rvalue（1） // 將車的顏色設(shè)置成從數(shù)據(jù)庫中查到的顏色 　　PBS.type.visible = True //標(biāo)志車輛類型的文本type可見 　　 PBS.type.captain = typename（1）//將該車位type與DB中typename相對應(yīng) 　　 end if 　　 while a = 1 //等待著標(biāo)簽STATE中值的變化 　　 a = readvalue （ “FIX32.FIX.STATE.F_CV“ ）//不斷的讀取標(biāo)簽中的值 　　 Doevents //允許操作系統(tǒng)處理等候在隊列中的事件和信息 　　 wend 　　end if 　　 if a = 0 then 　　 User.Veh.CurrentValue = 0 // 該位置的車輛不可見，Veh設(shè)置為0 　　 PBS.type.visible = False // type不可見 　　 End if 　　 Call SeekDB（ 1,2 ） // 更新關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的下一個位置，SeekDB是更新數(shù)據(jù)庫表中記錄的函數(shù) 　　End sub 　　 3 PBS系統(tǒng)中MITSUBISHI Q PLC的簡介 　　 在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中底層所使用的是三菱公司生產(chǎn)的Q系列PLC，PLC Type 為：Q12H。QCPU主要具有如下新特點： 　?。?） 可控制較多的I/O 點； 　?。?） 可以實現(xiàn)高速處理；可編程控制器的部分類型，已經(jīng)實現(xiàn)了高速處理。（例如當(dāng)使用LD指令時，Q12HCPU，0.034µs）； 　　（3） 通過與GX Developer 的高速通訊提高調(diào)試效率； 　?。?） 可提供AnS 系列I/O模塊或特殊功能模塊: 對于Q 系列，如果沒有適當(dāng)?shù)哪K，可通過使用QA1S65B/QA1S68B 擴展基板單元，AnS 系列I/O 模塊或特殊功能模塊也可用于QCPU。 　　 4通信部分的設(shè)置 　　 4.1 PLC中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置 　　 PBS系統(tǒng)和底層PLC間的通信方式采用的是OPC（OLE for Process Control） ，OPC的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁，PLC的通訊模塊采用的是QJ71E71。 　　 通信參數(shù)在PLC開發(fā)軟件GX Developer 上進行設(shè)置，Network parameters中的MELSECENT/Ethernet設(shè)置如下： 　　 起始I/O號： 寫入QJ71E71模塊所插的I/O槽起始地址 　　網(wǎng)絡(luò)號： 即Ethernet的network ID（例如：1） 　　操作設(shè)置： binary或ASCII，選binary 　　IP地址和數(shù)字格式： 選擇一種格式并根據(jù)格式寫入IP地址 　　運行中允許寫入： 選中復(fù)選框表示運行中監(jiān)視的變量值可修改 　　在開放設(shè)置中選定配置端口號：注意數(shù)字格式轉(zhuǎn)換，如十六進制的2000表示的端口號為8192通訊格式選TCP, unpassive,其余用默認(rèn)設(shè)定即可。 　　 4.2 在iFIX的過程數(shù)據(jù)庫（PDB）中訪問OPC Server 　　 工作臺能夠使用一個OLE for Process Control（OPC）服務(wù)器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。通過完成塊的I/O驅(qū)動器域，您可以配置任何數(shù)據(jù)庫塊接收和發(fā)送OPC數(shù)據(jù)。 　　OPC地址語法如下所示： 　　ServerName; GroupName; ItemID; AccessPath 　　其中ServerName是OPC服務(wù)器的名字，GroupName是要訪問的OPC組的名字，ItemID是要讀寫的OPC項目的名字。AccessPath是可選項，它指示服務(wù)器如何訪問數(shù)據(jù)。 　　最終的配置如圖c所示： 4.3 MelsecExplorer的設(shè)置 　　 在實際生產(chǎn)中，通過MelsecExplorer軟件來采集來自PLC的底層信號，再和PowerTool軟件實現(xiàn)通信，將經(jīng)過處理的信號最終傳遞給iFIX過程數(shù)據(jù)庫（來從底層進行信號采集）起到監(jiān)控的效果。在MelsecExplorer中的Edit菜單下選擇Ports選項，在General下選擇Ethernet，所進行的設(shè)置如圖d所示： 其中各參數(shù)說明如下： 　　 Protocol: 通信方式選用TCP/IP 　　 Host: 默認(rèn)為本機網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，這里是jonsonn 　　 IP： 本機IP地址 　　 Port: 計算機讀數(shù)端口，設(shè)置為0即可 　　 MELSEC IP： PLC以太網(wǎng)的IP地址，與用PLC編程軟件設(shè)置的端口一致 　　 MELSEC Port: PLC的端口，與用PLC編程軟件設(shè)置的端口一致，PLC的端口設(shè)置為1388。新建數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊需在所新建的端口下，并符合相應(yīng)的PLC類型，在新建的數(shù)據(jù)塊下建立所需要通訊的數(shù)據(jù)點。這樣完成OPC SERVER的設(shè)置，就可以用標(biāo)準(zhǔn)的OPC PowerTool來從底層PLC中讀取數(shù)據(jù)了。 　　 5總結(jié) 　　 本文介紹了PBS系統(tǒng)的定義，用途以及發(fā)展。并在iFIX組態(tài)軟件的基礎(chǔ)上，以昌河鈴木汽車為例從PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)界面的設(shè)計，過程數(shù)據(jù)庫的建立，事件調(diào)度的設(shè)計等方面進行了論述。同時介紹了利用OPC SERVER和三菱PLC開發(fā)軟件進行一些配置，以及iFIX組態(tài)軟件和底層PLC間通信實現(xiàn)所要進行的設(shè)置，最終實現(xiàn)了上層和底層可靠的通信并能實時的監(jiān)控PBS庫中的車輛狀態(tài)。通過實際的調(diào)試運行，最終可靠的實現(xiàn)了車輛的可靠調(diào)度和跟蹤顯示記錄等功能。 　　 參考文獻 　　1 iFIX3.5組態(tài)軟件的電子書，intellution Inc，2003 　　2 王平，iFIX組態(tài)軟件在鋼鐵廠在生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，2002 　　3 馬國華，監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用，清華大學(xué)，2001 　　4 MITSUBISHI Q系列以太網(wǎng)系統(tǒng)用戶參考手冊