全集成自動化平臺能夠確保減少工程成本、提高生產(chǎn)效率、降低生命周期成本——這些都是當(dāng)今世界對汽車制造成本合理化不可或缺的要求。全集成自動化（TIA）技術(shù)成功地實現(xiàn)了整個自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程的水平和垂直方向上的集成，它基于網(wǎng)絡(luò)化的“平臺”理念，解決方案涵蓋了生產(chǎn)制造的全過程。因此，全集成自動化是當(dāng)前汽車制造領(lǐng)域內(nèi)最好的工業(yè)自動化解決平臺。
寶馬5系列車身車間中的全集成自動化
在寶馬丁果耳芬汽車廠的白車身生產(chǎn)中，通過使用軟、硬件垂直集成自動化解決方案，確保了生產(chǎn)工藝和很高的產(chǎn)品質(zhì)量。西門子為此提供了軟件和硬件部分，并與汽車廠商合作共同開發(fā)了解決方案。
在寶馬丁果耳芬汽車廠的生產(chǎn)車間里
1、質(zhì)量是關(guān)鍵
1998年，寶馬丁果耳芬汽車廠榮獲了J.D. Power的白金獎，這個獎項是專門為在質(zhì)量方面表現(xiàn)突出的汽車廠商而設(shè)立的。在寶馬優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量中，凝聚著西門子做出的一份貢獻。在過去的30年里，西門子一直是該工廠生產(chǎn)自動化方面的一個合作伙伴。
除提供控制硬件之外，西門子還為該項目提供了技術(shù)支持。通過與工廠車身車間人員的合作，共同制定出設(shè)備的使用標(biāo)準(zhǔn)。在項目書中確定推薦使用于車身生產(chǎn)線的統(tǒng)一元件。基于寶馬7系列汽車生產(chǎn)的成功經(jīng)驗，新的寶馬 5 系列汽車的車身制造也使用了該項技術(shù)。
2、高度的靈活性
寶馬汽車的生產(chǎn)對控制硬件和軟件的靈活性要求很高。這個解決方案的價值體現(xiàn)在垂直系統(tǒng)的集成上，從傳感器均勻地一直延伸到 Sicalis 主控制系統(tǒng)，如：維護任務(wù)可通過一個尋呼系統(tǒng)獲得專門通知。與此同時，對車身制造過程的生產(chǎn)計劃也保持了時時的更新，并可做出快速響應(yīng)。操作站還為操作者提供了直觀且簡單的控制方法。
3、硬件和軟件的集成
在寶馬 5 系列汽車車身的生產(chǎn)中，大約250個具有CPU 416-2DP和Simatic CP 443-1通訊處理器的Simatic S7-400控制器被用作整個車身生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)。人們將基于TCP/IP 協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)用于控制層、人機界面、工業(yè) PC 和 PLC 之間的通訊。另外，程序被歸檔，并通過以太網(wǎng)載入 PLC 和機器人（固件和運行程序）。同時，以太網(wǎng)還可用于將狀態(tài)信息傳送到主車身制造信息系統(tǒng) (Sicalis/KISS-L/T-Q)，并用于若干工廠PLC之間的數(shù)據(jù)交換。
Simatic PCFI45以及Simatic Panel PC870將用于車間中的顯示，并通過新開發(fā)的西門子終端技術(shù)進行連接。在這種技術(shù)中使用了具有很高抗電磁干擾性能的平行光纖電纜，所使用的程序有Step 7、S7-Graph、S7-PLCSIM、S7-Pdiag、WinCC、WinCC/Web Navigator、Pro-Agent 和用于工業(yè)以太網(wǎng)的Softnet（包括 OPC）。過程診斷通過S7-Pdiag和ProAgent軟件進行編程，來自RobCad的CAD圖形數(shù)據(jù)可被直接傳輸?shù)?/SPAN>WinCC 中的操作屏幕中。因此，快速組態(tài)和調(diào)試得到了保證，與現(xiàn)實的密切程度使得操作和監(jiān)視 (HMI) 更加容易，過程偏差通常可直接由生產(chǎn)人員快速消除，生產(chǎn)、信息和工廠監(jiān)視系統(tǒng) Sicalis PMC為車身生產(chǎn)線提供了必要的透明度。無論是在生產(chǎn)調(diào)試階段還是在連續(xù)生產(chǎn)過程中，偏差和瓶頸問題也會立即得到識別。這些問題可被迅速消除，大大提高了工廠可用性。
豐田汽車生產(chǎn)的安全技術(shù)
豐田汽車（加拿大）公司在其新的 Lexus 工廠和設(shè)備改造中選擇了包含有西門子AS-i接口和Simatic S7-300F的安全解決方案。在增強安全性能的同時，這個安全解決方案還讓豐田汽車從生產(chǎn)利用率中獲益，并因此提高了工廠的生產(chǎn)效率。
豐田汽車(加拿大)Lexus工廠的安全解決方案
位于南安大略省的豐田汽車工廠不僅連續(xù)被由J.D. Power 及其成員評級的前10 名之列，還在其成為日本之外的第一個 Lexus 工廠時受到了母公司的嘉獎。豐田汽車公司劍橋制造廠 (TMMC) 同其合作伙伴西門子（加拿大）公司和咨詢公司 Stantec工程師通過安裝頂級的安全可靠的解決方案進一步展示了西門子的專業(yè)知識。這些經(jīng)濟有效的安全解決方案已經(jīng)用于新的Lexus RX330制造廠，以及對現(xiàn)有的Corolla制造廠的改造當(dāng)中。除了極高的安全性能之外，新的系統(tǒng)還通過改進的診斷能力進一步提高了生產(chǎn)效率。
西門子的設(shè)備安全計劃經(jīng)理 Ondrej Benjik 先生回憶在與 TMMC 項目經(jīng)理 Scott Bartlett先生一起對改造策略進行規(guī)劃時，Bartlett 先生提出了多個用于改造的必要標(biāo)準(zhǔn)，包括將新的安全解決方案與現(xiàn)有控制平臺進行集成，更換現(xiàn)有的現(xiàn)場設(shè)備和接線，在不停產(chǎn)或有限計劃停產(chǎn)的情況下進行改造，以及有效地使用現(xiàn)有系統(tǒng)，如從故障狀況下快速恢復(fù)。
1、符合所有安全規(guī)定
“經(jīng)證明，西門子的執(zhí)行器-傳感器接口產(chǎn)品可以很好地解決這方面的問題，并完全滿足職業(yè)健康和安全法案 (OHSA) 的要求。”Bartlett先生回憶道，“最容易的轉(zhuǎn)變已毫無阻力地完成，并得到豐田汽車公司團隊成員的一致認可，他們已理解了這一裝置的原理和價值?！?/SPAN>
對Corolla汽車涂裝廠機器人單元的改造是利用周末和節(jié)假日進行的，生產(chǎn)沒有停頓?！胺榔屏选眹娖衢g（為汽車的車門檻板噴涂保護漆層）和“遮光漆”噴漆間（為車身底部噴漆）使用新的可靠控制安全系統(tǒng)進行了升級，僅對現(xiàn)有 PLC 控制系統(tǒng)做了非常小的改動。
西門子開放的AS-i安全網(wǎng)絡(luò)是一種便利的接口，幾乎可以將其輕松地集成進任何 PLC之中。通過一條電纜進行連接，AS-i網(wǎng)絡(luò)就很容易集成進光柵、激光掃描器、安全互鎖裝置和急停按鈕，符合4類安全等級。同時，AS-i系統(tǒng)的獨特安全設(shè)備快速連接技術(shù)和/或安全輸入模塊滿足了對分布式 I/O 站的需要，從而將硬接線幾乎降低為零。這種易于安裝的接口極大地降低了運行調(diào)試成本和改造所需的現(xiàn)場時間，使得人們可以在調(diào)試之前進行全功能測試。
2、用于Lexus的Simatic S7-300F
新的RX330工廠擁有符合EN954-1和IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的西門子安全解決方案。新的涂裝車間將使用AS-i安全網(wǎng)絡(luò)，而車身和焊裝車間將通過西門子基于Profibus的S7“F”安全PLC而得到加強。西門子的Benjik先生總結(jié)說：“豐田汽車的經(jīng)驗已經(jīng)證明，最高級別的安全解決方案不僅能夠確保操作人員更高的安全，而且還會實現(xiàn)很高的使用率和平均快速恢復(fù)時間等目標(biāo)?！?/SPAN>
3、故障安全技術(shù)
經(jīng)過長期的大量評估，豐田汽車公司決定使用基于西門子S7 PLC和ProfiSafe的新故障安全技術(shù)，將其用于新的“Sienna”牌小型箱式汽車車身車間的安全裝置中。由于生產(chǎn)線因車型改變而不斷變化，通過使用具有分布式系統(tǒng)的安全PLC就可以進行快速、簡單而經(jīng)濟有效的改裝。
豐田汽車公司認為，與其他幾個安全 PLC 供應(yīng)商的產(chǎn)品相比，西門子的安全 PLC 在功能和可靠性方面最為合理。目前，在世界范圍內(nèi)的豐田汽車公司制造廠中，有3個安全 PLC 項目正在進行中，分別是Tahara（日本）、印第安納（美國）和劍橋（加拿大）。在 這3個工廠中使用的安全PLC 總數(shù)大約為170個，共使用了大約2000個I/O模塊。
來自PROFINET的最新消息
德國幾家主要汽車生產(chǎn)制造商同意使用通行的工業(yè)以太網(wǎng)平臺PROFINET。
在2004年11月24日于紐倫堡舉辦的SPS/IPC/Drives展覽會上，四家來自德國的知名汽車公司宣布，同意支持工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET。該標(biāo)準(zhǔn)是由負責(zé)PROFIBUS和PROFINET自動化的PROFIBUS國際組織制訂的，現(xiàn)已被列入國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158之中。
在PI共同舉行的新聞發(fā)布會上，奧迪、寶馬、克萊斯勒和大眾四家公司的代表表示，此舉的目的在于鼓勵了有關(guān)供應(yīng)商快速引進PROFINET系統(tǒng)，以滿足未來汽車制造業(yè)對提高自動化程度的需求。目標(biāo)不僅是為獲取一個固定、統(tǒng)一的行規(guī)，對于制造商和使用者來講還集成了安全技術(shù)的行規(guī)，同時也為滿足用于現(xiàn)場總線的機械設(shè)備實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的需求。
由這四家公司形成的AIDA（即，“德國國內(nèi)汽車制造商自動化創(chuàng)始”的簡稱）起源于這樣一個事實，即現(xiàn)今的自動化系統(tǒng)種類各不相同，只能在有限的范圍內(nèi)實行兼容。而且，現(xiàn)場總線系統(tǒng)只趨向于相對有限的寬帶網(wǎng)，限制了自動化裝備的銷售，使得為此所需的額外資源和集成增加了成本。AIDA相信，一個通用的工業(yè)以太網(wǎng)平臺可以在未來自動化系統(tǒng)中迎接并戰(zhàn)勝這些挑戰(zhàn)，因此，他們選擇了PROFIBUS國際組織的PROFINET來承擔(dān)這項任務(wù)。
PROFIBUS國際組織副主席、北美PROFIBUS貿(mào)易組織執(zhí)行主席Mike Bryant先生補充到：“這個由歐洲汽車市場主要角色扮演者所做出的決定，向全世界發(fā)出了一個強勁的信號。根據(jù)10年前PROFIBUS的市場經(jīng)驗，以及PROFINET技術(shù)的應(yīng)用對工業(yè)以太網(wǎng)的重大意義，我預(yù)測，AIDA的率先主導(dǎo)將促使包括北美在內(nèi)的世界汽車制造商隨之而跟上?！?/SPAN>
PROFINET是PROFIBUS國際組織為分散自動化和基于部件自動化應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展而來的。PROFINET也同時得到了INTERBUS俱樂部的支持，該組織成員現(xiàn)正在發(fā)展與PROFINET兼容的產(chǎn)品。到目前為止，PROFIBUS和INTERBUS總共安裝了兩千萬臺設(shè)備，約占世界現(xiàn)場總線市場的75％。PROFIBUS國際組織在SPS/IPC/Drives展會上宣布，目前在北美、歐洲和日本有20多家的廠商的70多種PROFINET產(chǎn)品可供使用。PI相信在2005年的漢諾威展會上PROFINET產(chǎn)品將有大幅度的增加。
PROFINET能同時以單條工業(yè)以太網(wǎng)纜線的解決方案滿足3個自動化領(lǐng)域的需求，包括IT集成化領(lǐng)域、實時自動化領(lǐng)域和同步實時運動控制領(lǐng)域。PROFINET解決方案完全符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。在運動控制應(yīng)用中，PROFINET可以在其他自動化或IT功能運行的同時，以同步實時模式（IRT）在1ms內(nèi)控制150個軸?，F(xiàn)已有11個國際工作小組的140多名工程師致力于PROFINET技術(shù)的開發(fā)、強化和標(biāo)準(zhǔn)化的工作，其中包括數(shù)據(jù)安全性及將PROFINET集成到MES系統(tǒng)中的一些主要功能。以PROFINET采用PROFIBUS現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的保障機械設(shè)備和人身安全的PROFIsafe安全技術(shù)解決方案也在規(guī)劃與發(fā)展之中。
（轉(zhuǎn)載）
