PROFIBUS在上海大众汽车的成功应用实例

    上海大众汽车有限公司是中德合资的轿车生产企业，双方投资比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。

    上海大众汽车有限公司座落于上海西北郊的安亭工业区，占地面积243万平方米，现有职工人数1万余人。公司主要生产桑塔纳轿车，桑塔纳旅行车，桑塔纳2000型轿车和发动机。公司成立以来，轿车产量从1700辆发展到目前的年产量已超过23万辆，累计生产超过100万辆。产品种类已从单一的桑塔纳普通型发展到目前包括桑塔纳2000型在内的两大系列多种车型，国产化率从起步时的27％到目前已达约92％。

    上海大众连续六年名列全国最大500家外资企业榜首，并连续八年名列全国合资企业“十佳”之列。

    上海大众由汽车一厂，汽车二厂，发动机一厂，发动机二厂和在建的试车场五个区域组成。上海大众一期工程汽车一厂和发动机一厂于1990年4月完成，二期工程汽车二厂和发动机二厂于1995年4月完成。

    项目背景

    一期工程的投入使用，使上海大众的桑车年产量达到10万辆。随着中国经济的迅速发展，轿车的走进家庭，以及对产品的技术含量的要求不断提高，同时为了使公司的生产能力达到设计的年产30万辆标准，对已有的一期工程项目进行扩容，进行更大规模的生产已迫在眉睫。从而，二期工程投资立项。

    一期工程的汽车一厂和发动机一厂始建于1985年。由于当时的技术能力有限，除了发动机厂生产流水线采用了可编程控制器S5-115进行单机运行控制之外，基本上整个生产流程还是基于继电器－接触器的控制系统。系统设计繁复，可靠性差，生产效率低。

    于是，采用最新技术运用于新投建的二期工程成为投资双方的共同愿望。

    选型标准

    采用最新技术首先是系统的网络化。要提高生产效率，实现生产过程的全自动化，网络应用必不可少。由于有西门子S5-115 PLC的应用经验，西门子的S5-115 PLC继续中选。同时，更大规模更新技术的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到应用。作为一家中德合资企业并且已经拥有对西门子可编程控制器的成功运用经验，设计者把目光投向了PROFIBUS。并非仅仅因为PROFIBUS诞生于德国，更因为西门子有面向PROFIBUS的众多控制产品，以及PROFIBUS作为德国国家标准有着其可靠的特性，强大的功能，有扎实的应用基础。PROFIBUS是一个真正的国际现场总线标准，即符合各国人民利益，集各类先进的现场总线之长的国际标准。

    系统设计方案

    同汽车一厂一样，汽车二厂由四个生产车间组成：冲压车间，车身制造车间，油漆车间和总装车间。它主要生产桑塔纳2000型和少量普通型桑塔纳。

    冲压车间的功能是将车身制造的各个金属部件冲压成型，送至车身制造车间进行车身制造。在车身制造车间，各个部件被焊接在一起，一部桑塔纳轿车的雏形已经生成。下一步工序也就是对车身的油漆。油漆车间是汽车二厂成功使用PROFIBUS的典范。这个车间的规模相当庞大，桑塔纳整车车身毛胚由传送带从车身制造车间送到油漆车间，然后在传送带的输送下，在油漆车间上下共三层的各个工位进行加工。工序包括预处理，热水洗，预脱脂，主脱脂……等等。整个上漆过程也有许多步骤。并且上漆是一个相当复杂的工作，环境温度，湿度等众多因素对上漆的质量有着相当大的影响。有经验的工程师需要不断地根据各种数据和经验对系统参数，如：油漆的浓度，烘烤的时间长度等等，进行实时修正，以确保生产质量。最后，由传送带送到总装车间的色泽鲜亮的整车车身在总装车间进行总装，安装上由发动机厂生产的发动机和来自于众多配套厂家的配套产品，一辆崭新的桑塔纳轿车就可以驶下生产线了。

    汽车二厂油漆车间系统介绍

    油漆车间由两大基本系统组成，它们是：辅助设备监控系统和喷涂系统。辅助设备是指风机，焚烧炉等设备，以及一些环境参数，诸如温度，湿度等等，对这些参数加以监控，以得到喷涂工艺所需要的环境。喷涂系统是油漆车间的精华所在。整个系统主要用于对三个不同喷涂工位上的喷涂设备进行控制，通常这些设备是自动化喷涂机器人或机器臂，以及喷涂枪。

    如图1所示，辅助系统由S5-115U作为主机，用CP 5430通讯模块与上位机进行PROFIBUS-FMS通讯。主机自带多台扩展机架，利用IM 308/318构成一个大型控制系统，分别安装于不同机柜中，就近控制现场设备。

 用户基本情况

    上海大众汽车有限公司是中德合资的轿车生产企业，双方投资比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。[page]

    上海大众汽车有限公司座落于上海西北郊的安亭工业区，占地面积243万平方米，现有职工人数1万余人。公司主要生产桑塔纳轿车，桑塔纳旅行车，桑塔纳2000型轿车和发动机。公司成立以来，轿车产量从1700辆发展到目前的年产量已超过23万辆，累计生产超过100万辆。产品种类已从单一的桑塔纳普通型发展到目前包括桑塔纳2000型在内的两大系列多种车型，国产化率从起步时的27％到目前已达约92％。

    上海大众连续六年名列全国最大500家外资企业榜首，并连续八年名列全国合资企业“十佳”之列。

    上海大众由汽车一厂，汽车二厂，发动机一厂，发动机二厂和在建的试车场五个区域组成。上海大众一期工程汽车一厂和发动机一厂于1990年4月完成，二期工程汽车二厂和发动机二厂于1995年4月完成。

    项目背景

    一期工程的投入使用，使上海大众的桑车年产量达到10万辆。随着中国经济的迅速发展，轿车的走进家庭，以及对产品的技术含量的要求不断提高，同时为了使公司的生产能力达到设计的年产30万辆标准，对已有的一期工程项目进行扩容，进行更大规模的生产已迫在眉睫。从而，二期工程投资立项。

    一期工程的汽车一厂和发动机一厂始建于1985年。由于当时的技术能力有限，除了发动机厂生产流水线采用了可编程控制器S5-115进行单机运行控制之外，基本上整个生产流程还是基于继电器－接触器的控制系统。系统设计繁复，可靠性差，生产效率低。

    于是，采用最新技术运用于新投建的二期工程成为投资双方的共同愿望。

    选型标准

    采用最新技术首先是系统的网络化。要提高生产效率，实现生产过程的全自动化，网络应用必不可少。由于有西门子S5-115 PLC的应用经验，西门子的S5-115 PLC继续中选。同时，更大规模更新技术的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到应用。作为一家中德合资企业并且已经拥有对西门子可编程控制器的成功运用经验，设计者把目光投向了PROFIBUS。并非仅仅因为PROFIBUS诞生于德国，更因为西门子有面向PROFIBUS的众多控制产品，以及PROFIBUS作为德国国家标准有着其可靠的特性，强大的功能，有扎实的应用基础。PROFIBUS是一个真正的国际现场总线标准，即符合各国人民利益，集各类先进的现场总线之长的国际标准。

    系统设计方案

    同汽车一厂一样，汽车二厂由四个生产车间组成：冲压车间，车身制造车间，油漆车间和总装车间。它主要生产桑塔纳2000型和少量普通型桑塔纳。

    冲压车间的功能是将车身制造的各个金属部件冲压成型，送至车身制造车间进行车身制造。在车身制造车间，各个部件被焊接在一起，一部桑塔纳轿车的雏形已经生成。下一步工序也就是对车身的油漆。油漆车间是汽车二厂成功使用PROFIBUS的典范。这个车间的规模相当庞大，桑塔纳整车车身毛胚由传送带从车身制造车间送到油漆车间，然后在传送带的输送下，在油漆车间上下共三层的各个工位进行加工。工序包括预处理，热水洗，预脱脂，主脱脂……等等。整个上漆过程也有许多步骤。并且上漆是一个相当复杂的工作，环境温度，湿度等众多因素对上漆的质量有着相当大的影响。有经验的工程师需要不断地根据各种数据和经验对系统参数，如：油漆的浓度，烘烤的时间长度等等，进行实时修正，以确保生产质量。最后，由传送带送到总装车间的色泽鲜亮的整车车身在总装车间进行总装，安装上由发动机厂生产的发动机和来自于众多配套厂家的配套产品，一辆崭新的桑塔纳轿车就可以驶下生产线了。

    汽车二厂油漆车间系统介绍

    油漆车间由两大基本系统组成，它们是：辅助设备监控系统和喷涂系统。辅助设备是指风机，焚烧炉等设备，以及一些环境参数，诸如温度，湿度等等，对这些参数加以监控，以得到喷涂工艺所需要的环境。喷涂系统是油漆车间的精华所在。整个系统主要用于对三个不同喷涂工位上的喷涂设备进行控制，通常这些设备是自动化喷涂机器人或机器臂，以及喷涂枪。

    如图1所示，辅助系统由S5-115U作为主机，用CP 5430通讯模块与上位机进行PROFIBUS-FMS通讯。主机自带多台扩展机架，利用IM 308/318构成一个大型控制系统，分别安装于不同机柜中，就近控制现场设备。

    发动机厂系统介绍

    相对于油漆车间庞大的生产系统，发动机车间要渺小许多，参见图3。发动机车间主要由四条生产线组成，它们是：缸体生产线，缸盖生产线，曲轴生产线和总装生产线。在这些生产线中，PROFIBUS-DP得到了广泛的应用。就其中缸体生产线中的某一个典型工位的控制系统来说如图所示，S5-115U仍然被用作系统的主机。主机通过IM 308与95U-DP相连，构成PROFIBUS-DP网络，95U-DP作为DP网上的从站。由于有PROFIBUS的应用，该系统有一个非凡的特点，那就是在系统的末端连接了MC的产品，SINUMERIK 805。在805上有一块IM 309模块用于向805提供PROFIBUS接口，同时提供相应的网络服务。从而，从PLC上可以直接将控制数据送至数控机床控制系统，进一步体现了PROFIBUS的价值。[page]

        由于发动机车间没有象油漆车间那样提供操作台或者中央控制室，对生产状况予以统一的监控，故在这个车间中大量采用了操作面板的形式进行系统监控。这些面板有OP 25，和WF 470。其中OP 25系通过PROFIBUS-DP与95U-DP相连，从另一个侧面体现了PROFIBUS的强大功能。

    目前运行状况

    PROFIBUS的成功运用对生产厂家的经济效益提供帮助很大。由于系统运行平稳，通讯可靠性好，从而减少了维护的必要性，同时又保证了产品的质量，大大节约了生产成本；而从另外一个方面来看，由于PROFIBUS现场总线使得建设期间工程量也大大减少——包括布线工程量和工程师操作编程工作量，所以对生产厂家来说，真正做到了投资少见效快。

    小结

    通过与上海大众的工程师们的探讨，许多工程师都认为，PROFIBUS是他们所接触过的最完整的，最强大的工业现场控制总线。它不但功能强大，而且操作简单。通过与西门子面向PROFIBUS所开发的产品相连，使得用户生产系统的性能得以如升级换代般的改进。它的优点不仅仅体现在减少系统布线工程量，而且大量的数据通过网络进行传送，大大降低了用户软件编制的复杂性，使得操作简便而且直观，维护工作量得到了相当大的减少。PROFIBUS不愧为真正的国际标准现场总线。