【应用】菲尼克斯电气基于电气PLC和软件库助力海马汽车工厂设计建设，提供完整自动化系统解方案

时间： 2021-04-06 来源：PhoenixContact

2018年底，总投资20余亿元精心打造的海马工业4.0智能工厂正式投产。新工厂占地面积约45万平方米，一期建设产能为年产15万辆。工厂按照工业4.0智能制造标准进行规划、设计和建设，实现了高度的自动化和数字化。菲尼克斯电气作为专业的自动化系统提供商，基于在汽车行业长期积累的专业知识与经验，以及对工业4.0和智能制造的深刻理解，为海马汽车第三工厂的设计建设提供了完整的自动化系统解决方案，全面应用于新工厂的焊装、总装和涂装车间。基于菲尼克斯电气PLC和软件库量身定制的汽车制造电气标准，帮助海马汽车建立起先进的自动化平台，确保了项目的高质量、高可用性和灵活性，最大限度地减少了投资和运营成本。

深度融合IT技术的自动化解决方案

菲尼克斯电气为海马汽车提供了深度融合IT技术的自动化解决方案，该方案全面支持工业以太网和PROFINET协议，将所有设备集成到基于以太网的系统中，实现系统一网到底，以及现场层、设备层、管理层之间的无缝高速通信。所有的控制器产品均直接集成PROFINET接口，通过以太网进行程序编写和上位机通信，直接集成OPC、FTP、TCP/IP、HTTP、SMTP、SNTP、SQL、SNMP等多种IT技术。标准化的系统配置方案包含了这些内容：控制系统整体结构拓扑；网络产品的选型标准及主要功能；PLC的参数标准；现场I/O的选型标准；PROFINET安装规范；工位操作站解决方案；车辆跟踪系统解决方案；大屏显示系统和中央管理监视系统通信规范等。

新工厂三大车间采用了500多台菲尼克斯电气SMN、SMCS和FL SWITCH 2000等系列的交换机，将所有设备接入至PROFINET和工业以太网中，由菲尼克斯电气安全PLC系统 RFC 470S PN 3TX和高性能的AXIOLINE控制器AXC3050进行控制，通过直接集成的以太网接口与SCADA、MES、车辆追踪系统等进行实时数据通信。

RFC 470S PN 3TX控制器性能强大

● 焊装车间要求24小时不间断焊接各种不同型号的车体，因此控制器需高速处理，确保信息流畅通，从而确保生产灵活性。焊装车间工艺段由6家不同的线体商负责系统集成，共使用了23套菲尼克斯电气RFC 470S PN 3TX控制器，用来控制228台ABB焊接机器人、200个IP20的I/O子站、800多台IP67设备、179台变频器和139个SMC阀岛。RFC 470S PN 3TX控制器性能强大，支持PROFISAFE，由普通PLC以及安全PLC双核构成，并独立运行。

● 涂装车间的许多区域，必须以高度自动化的方式不间断地进行运输、处理和喷涂等作业。涂装过程中，在不同的环境条件下需使用多种不同的材料。为确保涂装材料的质量以及涂装工作的高效率，必须保证材料数据的透明性和工业通信技术的灵活性。新工厂的涂装车间由中汽工程负责总集成，ABB分包喷涂机器人。工艺设备主要有电泳、烘干（3条）、输调漆供胶、余热回收等，分别由30多套菲尼克斯电气AXC 3050控制器来控制。同时使用了5套RFC 470S PN 3TX控制器控制42台ABB喷涂机器人。

● 总装车间使用了100多台物流AGV配合自动化输送线，总装车间90%的物料实现了自动配送。升降设备、输送系统等采用了16台AXC3050控制器进行控制。AXC3050控制器处理速度极快，同时支持PROFINET IO控制器和PROFINET设备，可进行本体或分布式IO扩展，适用于中大型控制系统处理任务。

安全技术是设备操作和人身安全的重要保障，除了安全PLC和Profisafe安全模块，菲尼克斯电气的Safety Bridge技术、安全网关和安全继电器等在现场都有成功应用。安全PLC编程软件SafetyProg提供所有的安全功能块。整个网络系统中，使用了菲尼克斯电气的PN/PN安全网关FL PN/PN SDIO-2TX/2TX进行PLC与PLC之间的数据交换。通过安全网关，可发送128个字节的PROFINET标准I/O过程数据以及11个字节的PROFIsafe安全I/O过程数据。

为了实现系统的可视化和操作，现场使用了大量的工业PC。具有Core-i7处理器的BLPPC 3000平板电脑用作工位操作站，灵活地安装在员工最佳可见的位置。工位操作站预装了PC Worx工程软件和控制器诊断，以及Profinet系统网络和可视化软件GraphWorx32。

自动化与软件的深度融合

高度的自动化向来需要与之相配套的软件系统，通过软件将信息和数据抽取出来进行整合分析，以反映产线运转的真实情况，这是汽车制造业从自动化走向智能化的第一步。面对高度智能化的设备和庞大的运行参数，如何实现信息互联互通，大数据的管理极为重要。而菲尼克斯电气在海马汽车郑州三工厂采用的一体化生产协同平台MES控制系统中起到了非常重要的作用。

MES系统将所有生产数据通过以太网传输，下发给线体对应的PLC。菲尼克斯电气PROFINET高性能控制器不仅对生产流程进行全面控制，同时还要实时接收并分析生产数据，其中包括：

完成生产后，需快速将对应的生产数据实时上传至MES系统。这些工作全部在PLC中完成，因此对设备的响应能力造成极大的考验。

车型数据以及生产数据的传递自然少不了RFID技术。在海马汽车郑州三工厂的焊、涂、总三大车间，生产过程数据采集技术覆盖整个工厂制造现场，保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集。所有RFID设备都是由菲尼克斯电气PROFINET控制器AXC3050进行控制与调配。

●在焊装车间中，侧围输送与主线的衔接处、下部线与主线的连接处以及主线的各工位，所有RFID采集点由2台AXC3050进行控制；

●在涂装车间中，输送系统在每个工艺设备的衔接处都布有RFID采集设备，将主要数据发送给PLC；

●在总装车间中，同样每条线体上都布有多达50个RFID信息采集点，全部由AXC3050进行最终的数据处理。

菲尼克斯电气基于广泛应用案例和长期积累的应用专业知识建立起的软件功能库，为海马汽车量身定制一套电气标准，打造高水准的自动化平台。

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