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(gè)車輛緩沖區(qū)（也就是一個(gè)臨時(shí)的車輛存儲(chǔ)區(qū)），通過(guò)這個(gè)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，上層可以通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛按計(jì)劃，按步驟，有次序地進(jìn)行生產(chǎn)。因此這個(gè)車輛存儲(chǔ)區(qū)的意義將變得十分重大，它關(guān)系到整個(gè)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。基于這個(gè)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，并且來(lái)維護(hù)和監(jiān)控這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，我們把這個(gè)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(guò)程的一個(gè)中介緩存區(qū)。目前，PBS系統(tǒng)已在廣州本田以及國(guó)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(chǔ)和輸送采用的是摩擦輪式的輸送結(jié)構(gòu)，在存儲(chǔ)區(qū)中有4條車輛存儲(chǔ)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(kù)中上件到總裝線進(jìn)行總體裝配）。PBS系統(tǒng)由三套三菱Q系列的PLC進(jìn)行控制，各PLC間通過(guò)三菱H網(wǎng)連接成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)設(shè)有管理現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的車輛和空臺(tái)車分布情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能顯示出存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的車體的生產(chǎn)信息（如車體的顏色，型號(hào)等等）。 　　　 1.3 與ＰＢＳ系統(tǒng)相關(guān)的上下層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖a如下所示： 其中ＥＲＰ是所有子系統(tǒng)的最頂級(jí)，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(gòu)，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(chǎng)管理計(jì)算機(jī)上，能和底層的PLC進(jìn)行雙向的通信，從而能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，例如車輛調(diào)度，啟動(dòng)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(jì) 　　 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(qiáng)，支持多種圖形格式，有可追加的圖形庫(kù)，內(nèi)容豐富，界面的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的通信，數(shù)據(jù)庫(kù)的管理變得十分方便和靈活。 　　 2.1監(jiān)控界面的設(shè)計(jì) 　　 在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中主要包括以下幾個(gè)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(chǎng)管理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行察看車庫(kù)中所有車輛的信息以及各個(gè)部分所處的狀態(tài)，比如說(shuō)電機(jī)是否工作正常，一些現(xiàn)場(chǎng)操作盒是處于手動(dòng)狀態(tài)還是自動(dòng)狀態(tài)等等。主界面的目的是從部分上察看細(xì)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(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。 　　 3 報(bào)警界面，利用iFIX中的報(bào)警一覽控件，將整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的所有報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)一的管理顯示，并可以按照一定的順序進(jìn)行排序，報(bào)警的統(tǒng)計(jì)以及報(bào)警后的相應(yīng)處理等等。 　　 4 生產(chǎn)報(bào)表，利用組態(tài)軟件中的水晶報(bào)表，通過(guò)生產(chǎn)報(bào)表可以很好的實(shí)現(xiàn)上層管理人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。 　　 5 車輛信息界面，是通過(guò)以太網(wǎng)從MES層的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得所需的信息（車體的顏色，車體的型號(hào)，重量，車輛入庫(kù)出庫(kù)時(shí)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(duì)整個(gè)庫(kù)區(qū)里的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄跟蹤,并同時(shí)對(duì)SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛跟蹤表進(jìn)行刷新，以便系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行車輛的自動(dòng)調(diào)度出庫(kù)，如圖b所示。 2.2 iFIX過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)PDB（Process Database）的建立 　　 iFIX采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)的功能不同。可以將多個(gè)數(shù)據(jù)塊按先后的順序連接起來(lái)，就組成了數(shù)據(jù)鏈。在數(shù)據(jù)鏈中，數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳遞到下一數(shù)據(jù)塊來(lái)實(shí)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(bào)警并自動(dòng)完成某個(gè)過(guò)程。規(guī)模較大的過(guò)程控制系統(tǒng)包括較多I/O點(diǎn)，用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，因此可以通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)數(shù)據(jù)鏈，每一條鏈完成某一功能，或?qū)崿F(xiàn)控制過(guò)程的某一特定功能，這樣就可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化。 　　 在PBS系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)際中有一些任務(wù)希望在特定的時(shí)間或時(shí)間間隔進(jìn)行，或過(guò)程發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行，這就是所謂的調(diào)度問(wèn)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(shí)間的調(diào)度，為了調(diào)度這些任務(wù)，需要根據(jù)實(shí)際需求定義觸發(fā)這些動(dòng)作的時(shí)間或事件。下面的這段代碼是判斷某個(gè)車位有無(wú)車輛以及在各個(gè)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(shí) 　　Dim a as variant // 定義一個(gè)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(wú)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(kù)中標(biāo)志某個(gè)車位有無(wú)車輛的字段 　　 if b = TRUE Then 　　 User.Veh.CurrentValue = 1 // 該位置車輛可見(jiàn),Veh是全局變量，判斷車輛可見(jiàn) 　　 PBS.Vehicle.Foregrount = Rvalue（1） // 將車的顏色設(shè)置成從數(shù)據(jù)庫(kù)中查到的顏色 　　PBS.type.visible = True //標(biāo)志車輛類型的文本type可見(jiàn) 　　 PBS.type.captain = typename（1）//將該車位type與DB中typename相對(duì)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(duì)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(jiàn)，Veh設(shè)置為0 　　 PBS.type.visible = False // type不可見(jiàn) 　　 End if 　　 Call SeekDB（ 1,2 ） // 更新關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的下一個(gè)位置，SeekDB是更新數(shù)據(jù)庫(kù)表中記錄的函數(shù) 　　End sub 　　 3 PBS系統(tǒng)中MITSUBISHI Q PLC的簡(jiǎn)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(diǎn)： 　　（1） 可控制較多的I/O 點(diǎn)； 　?。?） 可以實(shí)現(xiàn)高速處理；可編程控制器的部分類型，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高速處理。（例如當(dāng)使用LD指令時(shí)，Q12HCPU，0.034µs）； 　?。?） 通過(guò)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(duì)于Q 系列，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)哪K，可通過(guò)使用QA1S65B/QA1S68B 擴(kuò)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(chǎng)過(guò)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(kāi)發(fā)軟件GX Developer 上進(jìn)行設(shè)置，Network parameters中的MELSECENT/Ethernet設(shè)置如下： 　　 起始I/O號(hào)： 寫入QJ71E71模塊所插的I/O槽起始地址 　　網(wǎng)絡(luò)號(hào)： 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(yùn)行中允許寫入： 選中復(fù)選框表示運(yùn)行中監(jiān)視的變量值可修改 　　在開(kāi)放設(shè)置中選定配置端口號(hào)：注意數(shù)字格式轉(zhuǎn)換，如十六進(jìn)制的2000表示的端口號(hào)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(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（PDB）中訪問(wèn)OPC Server 　　 工作臺(tái)能夠使用一個(gè)OLE for Process Control（OPC）服務(wù)器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。通過(guò)完成塊的I/O驅(qū)動(dòng)器域，您可以配置任何數(shù)據(jù)庫(kù)塊接收和發(fā)送OPC數(shù)據(jù)。 　　OPC地址語(yǔ)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(wèn)的OPC組的名字，ItemID是要讀寫的OPC項(xiàng)目的名字。AccessPath是可選項(xiàng)，它指示服務(wù)器如何訪問(wèn)數(shù)據(jù)。 　　最終的配置如圖c所示： 4.3 MelsecExplorer的設(shè)置 　　 在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)MelsecExplorer軟件來(lái)采集來(lái)自PLC的底層信號(hào)，再和PowerTool軟件實(shí)現(xiàn)通信，將經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)最終傳遞給iFIX過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（來(lái)從底層進(jìn)行信號(hào)采集）起到監(jiān)控的效果。在MelsecExplorer中的Edit菜單下選擇Ports選項(xiàng)，在General下選擇Ethernet，所進(jìn)行的設(shè)置如圖d所示： 其中各參數(shù)說(shuō)明如下： 　　 Protocol: 通信方式選用TCP/IP 　　 Host: 默認(rèn)為本機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，這里是jonsonn 　　 IP： 本機(jī)IP地址 　　 Port: 計(jì)算機(jī)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(diǎn)。這樣完成OPC SERVER的設(shè)置，就可以用標(biāo)準(zhǔn)的OPC PowerTool來(lái)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(jì)，過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，事件調(diào)度的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了論述。同時(shí)介紹了利用OPC SERVER和三菱PLC開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行一些配置，以及iFIX組態(tài)軟件和底層PLC間通信實(shí)現(xiàn)所要進(jìn)行的設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)了上層和底層可靠的通信并能實(shí)時(shí)的監(jiān)控PBS庫(kù)中的車輛狀態(tài)。通過(guò)實(shí)際的調(diào)試運(yùn)行，最終可靠的實(shí)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(xiàn) 　　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(guó)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(cè)