上海署晓自动化科技有限公司
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PLC、DCS 市场简析 现如今，PLC 和 DCS 产品市场可谓风起云涌、竞争激烈。纵观 PLC 市场群星璀璨： 世界上有200 多家公司生产 400 多个品种系列的 PLC 控制工程网版权所有，应用于电力、石油石化、冶金、材料、包装、造纸、汽车和*各个行业。而我国所应用的 PLC 控制工程网版权所有，基本上囊括了世界上的各个品牌，呈现八国联军之势。从行业角度来看，国外厂商占山为王，有着属于各自的势力范围。欧美为代表的西门子、ABB 等在大、中型号 PLC上有着**优势;而日本三菱等产品在灵活性和价位上小型市场上亦也**先机。这种 合围之势导致本土 PLC厂商数目虽多但龙蛇混杂，因技术落后而难有立足之 地。 DCS 市场与 PLC相差无几，基本由国外业内强者所把持，可喜的是一批本土厂商如 Hollysys、Supcon、Xinhua等企业逐渐发展壮大，这一点也是与刚才提到的 DCS 特点分不开的(货源的合理定制、跟客户的沟通联系、产品应用的培训、售后维护以及服务等这些 都是本土企业的强项)。由于 DCS技术含量高，很多对产品的需求都建立在项目的基础上， 而项目的形成并非一朝一夕，这样对 DCS 的需求也将是一个周期性较长的过程，DCS 市场格局短时间内难有较大改变。当然，由于行业发展速度的不规律性，侧重行业不同的公司可能会而发生一些变化。总体格局上，托市场经济不断好转之福，DCS 在电力、石化、化工、建材、造纸、*、冶金等行业相较于经济危机时期都有了明显的增长，2011 年 DCS 的市场规模大幅度增加，超过了 100亿的市场交易份额。值得一提的是，市场的行 业分布也与这些主要行业的投资情况息息相关。 四.小结 在硝烟弥漫的生产制造战场上，DCS为帅，掌控全局;PLC 为将，千里走单骑。这对将 帅组合经过 40 年的风霜洗礼、40年的发展创新，功能技术日趋完善，在保持和强化了基本 功能和应用的基础上，应用手段和技术支持更加成熟，生产制造过程中的控制能力逐渐提升控制工程网版权所有，信息管理功能不断扩展，向着管控一体化的程度不断迈进，的 满足用户的各种控制需求
摘要:面对快速发展的中国轿车工业，国内轿车制造设备工业的发展明显不足，针对轿车涂装流水线核心制造技术之一的高速旋杯自动静电喷涂机（ESTA）的技术明显落后于*水平。本文作者通过采用目前**的西门子SIMATIC有关计算机控制、网络和信息处理技术，成功开发了ESTA监控系统并在现场投入使用，投入少、工期短，。从2004年安装在现场运行至今，系统稳定、可靠。厂家也拥有了自主知识产权。
一.高速旋杯自动静电喷涂机（ESTA）系统应用现状
近十五年，中国汽车工业迅速发展，自1992年汽车产量突破一百万辆之后，一直保持着较高的增长速度，并重点发展轿车生产，大规模引进*技术，兴建了包括上海大众在内的一批现代化轿车生产基地。2005年轿车产量达到295.8万辆。中国汽车工业中以涂装技术为主的表面工程技术已接近或达到当前*水平。需特别指出的是，中涂和面漆的涂装是车身涂装中*为重要的环节，它将直接影响汽车的装饰性、耐候性和外观，其涂料品种和涂装技术也是汽车涂装工艺中发展*快的，历来受汽车厂家的重视。中涂和面漆涂装普遍采用高速旋杯自动静电喷涂机（ESTA），以提高漆膜外观质量和油漆利用率。自1994年上海大众引进*条采用高速旋杯自动静电喷涂机生产线以来，目*汽大众、上海通用、东风神龙、广州本田、北京现代等公司都采用了高速旋杯自动静电喷涂机，据不完全统计，目前共有60多套高速旋杯自动静电喷涂机服役于汽车涂装线。
目前国内轿车涂装线高速旋杯式自动静电喷涂机成套设备技术主要由DUERR、ABB、SAMES、ESSENMANN、大气社等*设备提供商提供。从1994年国内从美国ABB引进*套高速旋杯式自动静电喷涂机使用至今也已12年，系统采用的是80年代末技术，特别是系统监控用硬件及软件，随着电气设备的老化，无论从使用寿命、维修费用、备件供应等方面都对使用厂家无疑是新的挑战。今后一段时期内，国内较早引进ESTA生产线的厂家都将面临这些问题。如采用全新投入，一方面投资费用高，另一方面更新改造周期长，都是不能接受的。我们采用西门子SIMATIC**的控制技术,对静电喷涂机的控制系统、网络系统和人机界面监控系统进行更新改造。这样投入少、工期短，。
二.高速旋杯自动静电喷涂机控制系统原理与网络结构
高速旋杯式自动静电喷涂机，其工作原理是将油漆通过在高速(*高每分钟6万转)下转动的旋杯，使其得到充分的雾化，并在高压(直流10万伏)静电场的作用下，使带电荷的油漆微粒被均匀地吸附到工件表面，形成光亮、平滑牢固的漆面。高速旋杯式自动静电喷涂机主要包括：自动喷涂设备中的核心部件高速旋杯雾化单元、高压单元、换色单元、成形空气单元、型运动单元、流量单元、保护单元及其相应的自动控制与管理单元。我们以西门子PLC为基础的控制系统，根据静电喷涂原理，**地控制各个单元动作，形成自动的静电喷涂工艺过程。
ESTA的网络系统一般可分为2层，即设备控制层和监控管理层。以下两种实现方案：
1、设备控制层--现场总线
设备控制层由主控制PLC（如西门子S5、S7系列）、操作控制台、所有控制单元（如雾化、高压、换色、成形空气、型运动、流量）及其现场执行器件、传感器件（如电磁阀、气动单元、光电传感器、流量计等）组成，并通过现场总线Profibus使之组成**的设备控制层。所有分布式I/O产品都按一定的控制范围安装于分布式I/O控制箱内，尽可能减少硬件布线及故障点，提高整个系统的稳定性，也方便了今后系统的维护。
2、监控管理层现--工业以太网
监控管理层采用工业以太网的方式实现，连接着主控制PLC与上层HMI设备，编程设备以及相关设备。工业以太网卡在PLC上为CP1430接口模板, HMI设备上为CP1613接口模板。WinCC工业组态软件通过工业以太网与主控PLC交换数据。工业以太网在自动化行业中的应用是工厂自动化技术与IT技术、互连Internet技术结合的产物，成为未来可能的制造业电子商务技术、网络制造技术雏形。本方案中采用工业以太网充分考虑到了其具有的协议通用性、速率高等特点以及开发应用程序优点。采用工业以太网方式实现的监控管理层主要由主控制PLC、HMI及其编程设备组成，通过TCP/IP方式实现与监控计算机进行数据交换。可更方便地向上组成工厂生产控制系统（FIS），顺应了当前汽车行业订单制造的发展趋势。
三.ESTA监控系统的自主开发与应用
各家设备供应商为了各自的专利技术与技术保密，监控系统都采用各自开发的人机界面软件或SA系统。如早期的ABB直接用C语言开发DOS环境下的界面软件，DUERR的ECO RC2 (Keba)系统。本文作者通过现场使用，结合在轿车涂装行业应用的特殊性，应用目前较流行的人机界面组态软件自主开发，如：InTouch、WinCC、组态王等，实现HMI监控功能。本次就采用了西门子WinCC工业组态软件，根据我们对ESTA生产线的工艺和设备多年使用经验和理解，成功开发了ESTA监控系统，并顺利地投入在生产中使用，至今一直稳定运行。通过项目开发，我们厂家也拥有了有关ESTA方面自主知识产权。
1.监控系统的硬件及软件配置
系统硬件主要由西门子面板式IPC PC 670（500 MHz Inbbb Pentium CPU、15"TFT显示器、薄膜键盘、集成鼠标）、PLC（S5-155U 948）和工业现场总线Profibus（CP1430、CP1613、IM308/318）三大部分组成。
系统软件主要由操作系统Microsoft bbbbbbs 2000 Professional、SIMATIC WinCC V 5.1工业组态软件、Step 5编程软件及COM5431通讯设置软件组成。
2.监控系统网络拓扑结构
监控系统采用Profibus－DP和工业以太网方案。见图1。
图1 ESTA控制系统网络结构
(Profibus－DP和工业以太网方案方案)
3.监控系统的主要功能
n工艺及设备参数的管理
不同车型，不同颜色，喷涂工艺参数也不同。为适应不同车型的混线生产，系统根据多年生产经验，已经建立了喷涂工艺数据库。系统能够进行所有工艺参数数据库的维护与管理,如图2。可以在线或离线进行工艺参数的局部或全部修改，如转速、流量、成形空气、高压值、触发位置等，并自动所有参数修改，保所有的产品工艺参数的可追溯性。如图3。
图2工艺及设备参数的管理
图3 工艺参数调整
n生产信息的管理及设备监控功能
位于现场工控机能够对在线生产的所有产品及设备运行状况进行监控。通过该系统可以显示目前所有在制品状况以及在制品的目前位置，统计目前的产量。
能够监控目前9个高速旋杯的所有参数设置以及现场实际参数（如转速、流量、成形空气、高压值、位置等），如图4。
图4 生产及设备状态监控
各种生产及设备信息的定义与设置，如车型定义、颜色定义、过电流上限、运动控制参数、手动速度等进行预先定义或设置。如图5。能够任意的进行每个节拍后的ESTA换色程序及步骤编程。如图5。
图5 生产设备信息定义与设置
图6 喷杯换色步骤调整
n系统自诊断、报警系统
系统有故障报警及自诊断功能。当设备在运行时，无论手动或自动控制模式，设备出现故障时，系统将显示故障报警并提示故障产生的可能原因。操作者可对报警进行应答及排除故障后复位，并通过颜色区分哪些报警已做了复位，哪些报警只是做了应答，并形成故障报警及记录。如图7。系统还具备了手动自诊断功能，如图8。
图7 报警文本信息
图8 手动自诊断功能
n用户管理
根据管理人员操作人员的权限可以通过预先对用户设置定义并管理。所有的操作者可以浏览目前使用的工艺参数、生产及设备状态，但不可以进行修改。除非他被赋予足够的权限，通过输入个人密码确认后，才能进行相应权限的修改。所有的修改也将形成历史修改，以备追溯。