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基于PLC的汽车总装线监控及报警系统设计

1引言

汽车总装生产线是整个汽车生产线的重要组成环节，其运行状况直接影响到汽车厂生

产的数量和质量。为此，本项目设计基于step7的plc控制系统，项目软件平台由西门子

wincc6.2实现汽车总装线监控系统以及相关报警系统。

西门子公司的wincc组态软件具有监控生产过程的强大功能，是基于个人计算机的数

据采集与监视控制系统。它可以对现场的运行设备进行监视控制，实现数据采集、设备运行、

参数调节以及各类信号报警等各种功能。wincc具有广泛的应用和较强的兼容性，能提供成

熟可靠的操作和高效的组态功能，同时具有灵活的配置能力。

2系统整体设计

华晨金杯a1车总装车间监控系统由中控室和现场7个plc控制站组成。整个控制系

统采用“集中监视、分散控制”的模式，依据这一原则，将整个系统分为三个层次，即监控层、

控制层和设备层。每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置，以实现各自不同的功能。

系统组成形式如图1所示。

图1a1车总装车间监控系统整体组成

2.1监控层主要功能

中控室采用计算机监视系统通过以太网(ethernet)对车间内各个受控设备的运行信息

(指能够通过以太网向计算机监视系统传送的数据)进行实时采集和集中监控。中控室设置数

据采集服务器一台(工程师站)，作为scada服务器(监视控制和数据采集)系统以windows

2003server为操作平台，运行控制软件(step7)完成生产线各控制软件编制及上下载、

故障诊断，运行组态监控软件(wincc6.2)，完成设备控制信息和生产数据的采集工作，经

过程序处理，生成各种文件，显示各生产区域的动态画面及图形，对该区域的生产设备状态、

生产状况、物流状态进行动态模拟、实时监控，并实现实时反映生产环节中各部接口和设备

的情况。

监视计算机2台(操作员站)，看板系统控制计算机1台，从scada服务器读取数据库

内的信息，建立显示界面并对设备的运行状况进行实时监视，并能自动记录工艺参数、打印

故障报表。中控室及plc网络采用以太网交换机(switch)进行网络联接，以太网交换机

(switch)之间的联接采用光缆。

2.2控制层主要功能

控制层采用plc及profibus现场总线接受现场发来的数据信息，经过cpu运算与处理

后，发出相应的指令(输出信号)对现场设备进行控制。同时，各个主要单台设备的控制系统

具备以下功能：

(1)能够实现对该设备本身的独立控制，并满足工艺要求；

(2)凡是需要在中控室内集中监视的数据(如运行状况、故障信息等)，各个单台设备

的控制系统均能够独立地进行实时采集；

(3)必须具有中控室计算机监视系统所需的网络接口(以太网)。

2.3设备层主要功能

设备层主要包括现场操作站、现场传感器(接近开关、光电开关等)、现场其它输入设

备(如控制按钮等)、显示设备(如指示灯等)等，直接或通过现场总线与控制层中的plc相联

系，将输入信号发送给plc，将plc输出指令发送到现场设备。

在生产线上需要人工参与或手动控制的环节设置，原则上在现场相关区域和主要专机

及单线(体)设备旁均应设置本地操作站，如生产线上的升降机、移行机、转台、链式输送机

等等。

由于同为西门子产品，wincc和s7-300plc下位机之间可实现无缝、高可靠性的通

讯连接，最大限度地满足了总装车间实时监控和网络扩展的需要。

3汽车总装线plc控制程序设计

汽车总装生产线控制系统比较复杂，因此将整个总装线分为7条分线来分别控制，即：

bdc存储线、内饰线、门线、底盘线、发动机线、仪表线、终装终检线。各线的plc程序可

独立运