隨著汽車制造企業(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顯示當(dāng)前的計劃產(chǎn)量、實際產(chǎn)量、進(jìn)度及時間，使管理人員隨時了解生產(chǎn)狀況，而且具有快速顯示生產(chǎn)異常工位、減少問題產(chǎn)品等諸多優(yōu)點。

安燈系統(tǒng)的作用和目的

安燈系統(tǒng)主要應(yīng)用于規(guī)模化、勞動密集型企業(yè)。近幾年，尤其是2005年以來，國內(nèi)各汽車制造廠的單條總裝輸送線逐步超過了年產(chǎn)10萬、15萬、20萬輛甚至更高，安燈系統(tǒng)因此得到廣泛應(yīng)用。同時，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)隨線同時建設(shè)。

1. 安燈系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）實時顯示當(dāng)前的計劃產(chǎn)量、實際產(chǎn)量、進(jìn)度及時間，使所有人員，特別是管理人員隨時了解生產(chǎn)狀況；

（2）快速顯示生產(chǎn)異常工位，加快問題處理速度，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，可以立即停線，并能快速恢復(fù)生產(chǎn)線的運行，沒有到控制柜復(fù)位的操作要求；

（5）在異常得不到解決時，能使輸送線停止在工位末端，預(yù)留處理時間，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)量問題時，能在較短時間內(nèi)召喚到責(zé)任人員，減少問題產(chǎn)品；

（7）記錄各種生產(chǎn)信息、生產(chǎn)異常信息、設(shè)備運行等信息，可形成報表，便于檢索考核，用于各類管理人員分析對策；

（8）提供可遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享的功能，方便各類管理人員查看當(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)展過程

重慶長安鈴木汽車有限公司自1995年建線之初，就使用了安燈系統(tǒng)，通過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為典型的轎車總裝工藝流程，其中，總裝生產(chǎn)線上有100個主線工位、35個分裝線工位。

圖1  轎車總裝工藝流程圖

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)的報警開關(guān)在主線工位、后橋分裝線工位、發(fā)動機(jī)分裝線工位左右兩側(cè)各設(shè)置1套拉線開關(guān)（紅、黃2色各1個）；對儀表板分裝線工位和車門分裝線工位則采用單側(cè)布置報警開關(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)場辦公區(qū)，供管理人員、保全、資材等人員監(jiān)控實時生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備故障信息使用。除功能屏外，每個顯示屏均配置一盞紅色和一盞黃色旋轉(zhuǎn)燈以及報警喇叭（可以多裝1個做備用），供發(fā)出報警聲響之用。

安燈系統(tǒng)上位管理計算機(jī)最好設(shè)置2臺，其中一臺主機(jī)是服務(wù)器的配置，兩計算機(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)量問題時方便裝配質(zhì)量檢查人員在較短時間內(nèi)召喚到責(zé)任人員來迅速處理，提高下線合格率。

在主線上要設(shè)置若干個主線暫停按鈕，平均5～7個工位設(shè)置一個。

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)場控制部分為現(xiàn)場總線的網(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)個遠(yuǎn)程輸入模塊，單個遠(yuǎn)程模塊發(fā)生故障并不影響其他模塊的運行。安燈現(xiàn)場主站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采用無電壓觸點（I/O無源觸點），即使安燈PC出現(xiàn)故障，也不會影響安燈PLC與設(shè)備的連鎖運行。

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)問題也不會影響其他線的安燈設(shè)備，無論是增加信號、布局變更等所有變化均不用改造。

安燈系統(tǒng)建設(shè)中幾個關(guān)鍵部分的技術(shù)細(xì)節(jié)

1. 呼叫/停止拉線開關(guān)

設(shè)置在主線兩側(cè)拉線開關(guān)也稱黃紅燈開關(guān)，用于操作者在工位出現(xiàn)異常時拉動來實時報警。拉黃燈開關(guān)即為呼叫，拉紅燈開關(guān)即為（定位置）停止。目前，由于生產(chǎn)節(jié)拍的加快，黃紅燈開關(guān)又變?yōu)辄S燈開關(guān)為（定位置）停止，紅燈開關(guān)為（暫）停止，有取代暫停按鈕的趨勢。“（定位置）停止”是指將生產(chǎn)線停止在規(guī)定的位置，通常指當(dāng)前工位的末端位置。

拉線開關(guān)（或按鍵）的使用數(shù)量巨大，同時操作者在緊張作業(yè)狀態(tài)下手力會較大，拉線時會直接造成開關(guān)機(jī)構(gòu)的損壞，所以其可靠性非常重要。普通的拉線開關(guān)（或按鍵）均無法滿足使用要求，需要開發(fā)專用拉線開關(guān)盒，將微型行程開關(guān)安裝在盒內(nèi)，拉線拉動凸輪拉桿，凸輪碰撞行程開關(guān)，則行程開關(guān)接通一次，輸出一24VDC的脈沖信號。工業(yè)用行程開關(guān)性能穩(wěn)定，基本上沒有維修量。拉線開關(guān)盒同時配置黃紅柱型指示燈，可以方便地確定報警位置。

2. 與主線的信號通信和處理

安燈系統(tǒng)與主線的信號連接和處理是一個關(guān)鍵問題，會影響到主線的安全正常運行，以及主線的開動率。鑒于該問題的重要性，部分總裝廠在進(jìn)行生產(chǎn)線建設(shè)時常常會將主線和安燈系統(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長，其往往會外包給機(jī)電一體化的專業(yè)公司，這樣的公司與輸送線制造公司間是隨項目結(jié)成的松散聯(lián)盟，聯(lián)盟關(guān)系會隨項目的結(jié)束而減弱，如果再加上距離總裝廠路途較遠(yuǎn)，對安燈系統(tǒng)的使用維護(hù)和升級都會有影響。因此，安燈系統(tǒng)的建設(shè)由總裝廠直接委托給機(jī)電一體化的專業(yè)公司來建設(shè)應(yīng)是一個較好的選擇方式，制造成本也會降低；這樣，總裝廠的工程技術(shù)人員在協(xié)調(diào)安燈系統(tǒng)與主線信號的處理問題也尤為重要。

目前為止，安燈系統(tǒng)與主線的信號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PLC進(jìn)行通信即可；如果沒有設(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)的信號連鎖連接采用I/O硬接線的方式，同時需要雙向通信。這樣的通信方式故障率極低、接線簡單、檢查操作簡單，可以滿足主線的安全正常運行。根據(jù)I/O連鎖信號概要圖，可以確定I/O點的大致數(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，實現(xiàn)與安燈PC的通信。通過安燈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，用于對設(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A種方式的一個補(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)備的需要來確定。特別指出的是，出于運行安全考慮，輔助設(shè)備與主線連鎖信號不要進(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連鎖信號概要圖

4. 計劃與實際生產(chǎn)數(shù)量的處理

安燈系統(tǒng)的LED顯示屏?xí)@示實時的計劃和實際生產(chǎn)數(shù)量，如果總裝廠有ERP系統(tǒng)，則安燈系統(tǒng)可通過公司以太網(wǎng)去實時讀取相關(guān)的信息來顯示；如果總裝廠未建ERP系統(tǒng)，實時的計劃數(shù)就需要根據(jù)工作時間、當(dāng)班總產(chǎn)量等信息通過程序中運算，從而得到計劃數(shù)來顯示，實時的完成數(shù)一般是通過在車輛下線掃描器對下線條碼的掃描，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)控實時生產(chǎn)線工況畫面

將輸送線的工藝流程簡要如實地反映在計算機(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，報警用閃爍指示燈給出，形成動態(tài)的畫面，使現(xiàn)場的工作狀況一目了然。

（2）實時顯示所有異常信息

將安燈系統(tǒng)內(nèi)部，以及通過與主線、輔助設(shè)備、防錯系統(tǒng)等通信獲得的各類異常信息進(jìn)行實時顯示，使管理人員及時了解異常內(nèi)容。

（3）具有統(tǒng)計、匯總、檢索、查尋、輸出等功能

開發(fā)的查詢統(tǒng)計軟件，對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，可以形成不同的圖表：如報警明細(xì)表、報警統(tǒng)計圖表、設(shè)備問題匯總表、設(shè)備運行及故障情況統(tǒng)計表、停線時間記錄統(tǒng)計表、停線時間對比表、比例匯總表等，并且通過不同的權(quán)限查詢不同內(nèi)容。統(tǒng)計數(shù)據(jù)要輸入原因，能夠編輯。

（4）可以對LED屏的播放內(nèi)容、范圍進(jìn)行控制

針對不同位置上的LED屏，可以設(shè)定顯示信息的類型、屏幕布局的格式、字體大小顏色、不同的屏號、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計算機(jī)、外圍設(shè)備、通信接口、通道等運行情況進(jìn)行在線和離線診斷，故障點可診斷，并可診斷到各模塊的輸入輸出點。對冗余的系統(tǒng)設(shè)備，當(dāng)診斷到主用設(shè)備故障時，能自動發(fā)出信號并切換到備用設(shè)備。當(dāng)診斷出外圍設(shè)備故障時，能自動將其切換并發(fā)出信號。軟件故障診斷能對計算機(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)出報警信息。在系統(tǒng)進(jìn)行在線診斷時，不應(yīng)影響計算機(jī)系統(tǒng)對各設(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LED屏發(fā)布通知、宣傳標(biāo)語的功能；安裝音樂喇叭后進(jìn)行工間作息時間鈴聲的發(fā)送等。

結(jié)語

綜上所述，安燈系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)盡可能降低對主線的影響，也就是說，特殊情況下，安燈系統(tǒng)出現(xiàn)故障并短期內(nèi)無法修復(fù)時，主線應(yīng)能夠在不與安燈系統(tǒng)連鎖的狀態(tài)下運行。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)運行，同時具有與主線連鎖的功能。信息在安燈顯示屏上的反映時間（2s以內(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)備驗收的一個重要考核指標(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。

（轉(zhuǎn)載）