我們知道，汽油、柴油及混合動力汽車在裝配過程中全部是依靠電氣來進(jìn)行輸送。事實上，任何一輛車在里程表開始跳字之前, 都會在工廠輸送系統(tǒng)的控制下在裝配線上走一段距離，而這段距離有時會帶來危險。當(dāng)一個年頭長久的輸送系統(tǒng)開始帶來生產(chǎn)能力問題和因故障不斷出現(xiàn)現(xiàn)場阻塞時,就應(yīng)該進(jìn)行改造或更新了。 在本文的案例中讓我們把目光集中在位于圣路易斯南部的克萊斯勒小型貨車裝配工廠，那里有一條運(yùn)行了十年的噴漆生產(chǎn)線。老系統(tǒng)的主要問題都集中在保持同步方面，需要經(jīng)常性的維護(hù)，很少能夠正常運(yùn)行超過一周或兩周而不遇到問題。這些都導(dǎo)致了更換部件的成本和不斷增加的代價高昂的停工時間。新系統(tǒng)必須提供性能改進(jìn)的可靠的流程，同時提供全面的控制及監(jiān)視功能。 　　 該工廠的輸送系統(tǒng)長度相當(dāng)于五個足球場，系統(tǒng)的正常工作依賴于同步和負(fù)荷分配技術(shù)，以實現(xiàn)車輛在各個流程間運(yùn)行時的間隔是相等的。每個工作日需要搬運(yùn)大約一千個小型貨車底盤通過幾個站點，包括熱磷酸鹽浸泡處理、噴涂耐腐蝕保護(hù)層 （E－噴涂）和高溫爐烘烤。當(dāng)幾個同步程序之間失去正常的銜接并引起錯誤時,有經(jīng)驗的噴漆工程師意識到他們需要一個不同以往的創(chuàng)新的流程控制系統(tǒng)。 [align=center] 在西門子SIMOTION運(yùn)動控制系統(tǒng)的控制下，小型貨車車身毫不費(fèi)力地順著生產(chǎn)線運(yùn)動， 地點是位于圣路易斯南部的克萊斯勒小型貨車裝配工廠。[/align] 資深噴漆工程師大衛(wèi)鮑威爾這樣解釋：“為了在磷酸鹽處理、E－噴涂和高溫爐站點之間保持同步，以及在不同站點間的轉(zhuǎn)移節(jié)點之間保持同步，我們使用了當(dāng)時最先進(jìn)的電機(jī)和驅(qū)動裝置。但他們從未彼此很好的協(xié)調(diào)工作過，而且無法彼此通訊或與控制室通訊?！?他還說：“傳送鏈擔(dān)負(fù)著極其重的車輛負(fù)荷，而且還要將其升起或放下多達(dá)35英尺以進(jìn)出浸泡池和噴漆室，隨著工作時間的增長，傳送鏈就會伸長和受壓。老系統(tǒng)不能在出現(xiàn)故障之前及時發(fā)現(xiàn)應(yīng)力過大的點?！庇捎谶@個系統(tǒng)無法檢測到這種危險的工作狀態(tài)，常常導(dǎo)致傳送鏈斷裂和破碎。 　　 為了改變這種狀態(tài)，2004年圣誕節(jié)休假期間，西門子能源和自動化部門聯(lián)合當(dāng)?shù)氐南到y(tǒng)集成商ICC、總承包商薩克斯電氣公司和克萊斯勒公司一起為該噴漆車間策劃了一個定制化的，基于西門子SIMOTION運(yùn)動控制系統(tǒng)的先進(jìn)解決方案。 [align=center] 由一個工程化系統(tǒng)、實時軟件和硬件平臺構(gòu)成的SIMOTION產(chǎn)品組合， 為配置一個復(fù)雜運(yùn)動控制系統(tǒng)提供了足夠的柔性和選項[/align] 運(yùn)動系統(tǒng) 　　 SIMOTION系統(tǒng)運(yùn)行在硬件平臺和軟件模塊之上。它提供一系列用于測試、調(diào)試、編程、參數(shù)化和診斷的功能，還能同步控制那些技術(shù)性的任務(wù)、可編程邏輯控制（PLC）和運(yùn)動控制。軟件模塊提供技術(shù)性功能和運(yùn)動控制，硬件平臺可以支持工業(yè)PC控制器或嵌入在驅(qū)動器里的智能模塊。 在電子化主軸的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)運(yùn)行起來就像一個單一的運(yùn)動輸送系統(tǒng)，可以對每個傳送系統(tǒng)的驅(qū)動提供速度設(shè)定。輔之以西門子變頻驅(qū)動（VFD）、編碼器和控制軟件，SIMOTION能檢測到速度和傳送鏈上轉(zhuǎn)矩的變化，始終保持同步運(yùn)行，從而提高了生產(chǎn)力并且減少了停工時間。 　　 該系統(tǒng)采用了三個編碼器以便在三個傳送系統(tǒng)之間保持同步，每個系統(tǒng)都裝置了一個高閾值邏輯（HTL）編碼器。這種方法能夠確保車輛輸送臺從一個輸送帶平穩(wěn)過渡到下一個輸送帶。HTL編碼器的信號直接連接到數(shù)字測速接口（DTI）電路板，由DTI電路板把HTL信號轉(zhuǎn)換成TTL信號，之后直接饋送到SIMOTION控制器，以作為SIMOTION程序的外部編碼器對象。掛在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中的模擬量驅(qū)動接口（ADI）電路板控制MASTERDRIVE矢量控制型變頻器，每個ADI電路板都能控制四個模擬驅(qū)動器。 [align=center] 從SIMOTION 控制面板底部伸出來的兩個PROFIBUS 電纜中的一個， 連接到艾倫- 布拉德利的可邏輯編程控制器、三個人機(jī)界面的面板、輸入/輸出 和MASTERDRIVE矢量控制變頻器以便交換數(shù)據(jù)（比如轉(zhuǎn)矩值、驅(qū)動報警信息等）。 另一個則把SIMOTION 連接到三個模擬量接口（ A D I ） 電路板上。在SIMOTION控制器下面， 可以看到三個數(shù)字轉(zhuǎn)換接口（DTI）電路板，他們把HTL 信號轉(zhuǎn)換成TTL 電平。[/align] 西門子系統(tǒng)集成商、坐落在圣路易斯的純服務(wù)性工程公司ICC的總裁約翰·格麥諾斯說：“我們廢掉了大多數(shù)老的驅(qū)動裝置和控制面板，同時搭建了一個新品牌的系統(tǒng)。我們將三個彼此分離的輸送帶變成一個無縫的、靈活的單一運(yùn)動系統(tǒng)，這個系統(tǒng)大大提高了噴漆生產(chǎn)線的性能。而且，我們在不影響正常生產(chǎn)的情況下完成了老系統(tǒng)到SIMOTION的轉(zhuǎn)變，車輛從未在生產(chǎn)線上停止運(yùn)行。” 　　 監(jiān)測運(yùn)動 SIMOTION的兩個PROFIBUS通訊網(wǎng)絡(luò)（PROFINET）可以使控制室工程師監(jiān)測連續(xù)的產(chǎn)品裝配線上的數(shù)據(jù)流信息，同時也提供維護(hù)信息給維護(hù)部門?；赑ROFINET的運(yùn)動控制能夠根據(jù)軸數(shù)、數(shù)據(jù)量、循環(huán)時間等達(dá)到設(shè)備間最佳的性能，通過一個總線不僅實現(xiàn)運(yùn)動控制所需的實時通訊、而且同時支持一般的IT數(shù)據(jù)通訊，通過模塊化的設(shè)計方法也增強(qiáng)了靈活性。 　　 與控制室工程師的通訊主要依靠兩個系統(tǒng)。第一個是以12M的波特率運(yùn)作的高速通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時監(jiān)控三個ADI板和SIMOTION之間的運(yùn)動；第二個是以1.5M的波特率運(yùn)作的較低速系統(tǒng)，同時支持在現(xiàn)場和控制室的人機(jī)界面觸摸屏。這種結(jié)構(gòu)可以實時監(jiān)控噴漆輸送系統(tǒng)的每個階段。 [align=center] 在控制面板左邊的整流單元將三相交流電轉(zhuǎn)變成直流電 提供給四個變頻器，變頻器控制電機(jī)[/align] “在控制室里的那個顯示屏就像一臺連續(xù)心臟監(jiān)測儀一樣，監(jiān)視著噴漆生產(chǎn)線上面的電氣、機(jī)械和其他技術(shù)裝置。” 鮑威爾解釋到，“我們能夠監(jiān)視它的運(yùn)行、分析發(fā)展趨勢，或使它脫機(jī)。” 　　 在控制室的克萊斯勒工程師可以通過帶觸摸式 控制面板的顯示屏來操作這個噴漆輸送系統(tǒng)，同時進(jìn)行更多的觀察和控制。維護(hù)部門通過維護(hù)信息可以觀察、管理并不斷地監(jiān)控這個系統(tǒng)。觸摸屏面板為及時預(yù)防和訂正錯誤提供了機(jī)會。 [align=center] SIMOTION配置的觸摸屏簡化了對復(fù)雜控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制[/align] “維護(hù)部門是我們的生命線，”鮑威爾說?！八麄儽仨毮軌虮O(jiān)控到工作線上的每個運(yùn)動，以便理解這些輸送系統(tǒng)是如何運(yùn)行的，以及為了保障他們正常干活需要做些什么?！? 　　 復(fù)雜的運(yùn)動控制系統(tǒng)和集成的監(jiān)控措施幾乎已消除了傳送鏈斷開和破裂的可能，并且直接地提高了生產(chǎn)力和增加了正常運(yùn)行時間。鮑威爾評述到：“在噴漆方面，西門子確實為克萊斯勒帶來了一個完美的解決方案。”