本文主要介绍了在汽车焊装自动化生产线运行系统中车间各线体生产计划同步实现的方案，并以WinCC 7.0 SP3控制系统为例介绍了同步生产功能在焊装车间自动化线上的应用。

随着自动化技术的发展，汽车白车身的焊接工作大部分已由机器人完成。白车身由各部件焊接而成，而且每条生产线为多车型混合生产，必须保证各分焊线焊接的部件能够在主焊线上严格按照生产计划拼合在一起。若其中一个环节出现错误，就会导致出现车型不能匹配的问题，对生产造成严重影响。为了确保各生产线能够严格按生产计划进行生产，并保证各生产的计划准确一致，由同步上位机对车间各生产线的生产计划进行统一管理，如图1所示，同步功能的完善和稳定性可保证计划生产的精准率。本文以WinCC 7.0 SP3控制系统为例介绍了同步生产功能在焊装车间自动化线上的应用。

WinCC 7.0上位软件

WinCC 7.0可以在Windows XP、Win7等系统平台上运行，具有很好的系统兼容性，为HMI提供了良好的接口化平台，为过程自动化提供了良好的运行机制及图形视图，大大提高了工作人员的可操作性和自动化程度。作为主流的上位开发软件，WinCC已在汽车制造业得到广泛应用。

1. 系统介绍

WinCC上位控制系统可以与车间现场的多套PLC进行通信，以西门子产品间的无缝接合技术，无需中间的OPC协议转换即可简单完成。其高速率的传输速度，保证与现场设备的信息交互的及时性，多种通信协议保证通信的可靠和稳定。此外，WinCC是一个开放的HMI软件，它与SIMArI' Ic-s5/s7/505系列的通信接口，如Profibus、FDL、DP、DDE和OPC等，都包括在WinCC基本软件包中。

WinCC继承了Windows强大的视图功能，能够在画面上显示、监控设备的使用状态，令生产现场一目了然，加之软件的报表及记录功能，为车间的生产提供了良好的故障分析数据及风险防范措施方向。

2. 组态软件设计结构

本系统使用的软件版本为WinCC 7.0 SP3，管理级采用IBM服务器，软件程序设计由图形系统、脚本运行系统、故障报表、通信和权限管理等构成。

3. 基本功能

（1）用户接口和操作 人机操作界面完全以车间使用人员的操作方便性来考量，过程积极征求操作人员的使用习惯和车间的生产管理办法，从而可提高该用户的实用性和可操作性。

（2）图形视图 严格按照车间的设备布局及工艺流程对图形画面进行设计，充分利用软件的静态属性和动态属性的优势来表现设备的运行状态，图形动画显示更加形象化，操作者可一目了然。

（3）报警信息 WinCC的报警编辑记录器可以对预编辑的消息进行按级别分类和归档，对消息进行加工、表达式处理及消息的处理方式灵活多变。

（4）归档功能 过程值归档的功能是对现场的生产信息和设备运行主信息进行采集，并以一定的方式进行处理，与预先设置值进行对比，从而分析设备的运行性能，对其做出反应。

（5）报表中心 报表是将生产信息及过程信息以表格的形式呈现给用户，自动化的信息统计方式给用户带来了极大的方便。

（6）通信方式 WinCC提供了多种可靠的通信方式，如工业以太网、Profibus-DP等。在WinCC的图视窗中对应的协议标准下建立相应的设备，并在设备下建立相应PLC控制器的通道。如以太网通信是以IP地址用以区分不同通道间的通信，再在每通道下建立对应PLC的内部编程地址，通过WinCC的脚本系统编程对PLC的地址及WinCC的内部地址进行读写操作，实现信息交互。通信连接界面如图2所示。

焊装车间同步生产功能的实现

1. 系统组成

SIMATIC WinCC能够在Windows平台上快速构造计算机监控系统。系统以西门子S7-300系列PLC为控制核心，配合WinCC来完成系统的数据采集、参数显示和超限报警等任务。

系统选用IBM X作为上位系统的服务器，双硬盘镜像，确保系统的可靠性。操作系统选用MS Windows Server 2008，上位软件选用WinCC V7.0 SP3，数据库系统选用MS SQL Server 2005。

2. 系统结构

WinCC服务器连接9台S7-300 PLC和AVI计划生产数据库，如图3所示。

3. 运行系统

（1）导入AVI生产序列

WinCC同步上位机与AVI数据库相连接，采用ODBC的数据连接方式，登陆远程AVI 服务器，通过AVI提供的开放存储过程进行对指定数据库表及字段的访问。

在WinCC的脚本运行系统中，首先访问AVI的数据库的生产计划更新表，当有新的计划更新时间时，则将更新日期相对应的计划连续读到本地数据库，直到将更新的生产计划序列全部读入完成。

（2）生产序列下发至各线体PLC 通过以太网实现PLC系统与WinCC7.0通信的前提条件是PLC系统配备以太网模或者使用带有PN接口的PLC。上位机需对各PLC控制站发送来的数据进行分析处理、储存和建立数据库，并向各PLC控制站发布指令，控制车间各线体生产。生产计划上位下达方式：一种方式可以批次下达（5～10辆），另一种是每次单个下达1条计划，并对每次发的计划信息进行校验。使用STEP7编程软件对PLC系统进行软件组态，在Hardware界面内插入实际的PLC硬件，添加驱动程序和设置系统参数。

打开WinCC工程在Tag Management→SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE→TCPIP路径下右键单击TCPIP；在弹出菜单中点击System Parameter，弹出System Parameter- TCPIP对话框；选择Unit标签，查看Logic device name（逻辑设备名称）。默认安装后，逻辑设备名为CP-TCPIP，同步上位机PLC的请求信息向PLC下发生产计划。当在PLC内部的生产计划序列不足时，向上位机发送请求计划信号；上位机在收到请求计划信号时，同步上位机将生产序列中对应的计划信息发送到PLC的存储地址中，同时清除PLC的请求计划信号，并置位写入PLC完成信号；PLC在接收到计划信息后，复位写入计划完成信号，整个信息交互过程完成，上位机轮询扫描各线体PLC的请求信息，以便及时处理任务。上位机同时用颜色标识计划序列的生产状态，使操作者对车间的生产状况一目了然。

（3）生产计划的删除 在生产过程中，由于物料、订单等条件的变化导致生产序列要做一定程度的调整，主要包括生产计划的删除和插单。

删除生产计划：在WinCC的图形系统中，分为生产序列和后备序列。生产序列中为需要投入生产的生产计划，后备序列的生产计划只作为存储用，不会投入生产。下线的生产计划不能删除；对于没有下线的生产计划，可以通过撤销功能将生产序列中的计划转移到后备序列。如图4所示，若该计划不会再次投入生产，可以在后备序列中将其彻底删除。

（4）生产计划插单 在车间生产过程中，由于生产订单的追加有可能需要对生产计划进行调整，在原来的生产序列中插入需要增加的生产计划，在后备序列中增加需要插单的生产计划。在文本框中手动输入生产计划VIN码和特材码，将后备序列中的原有计划修改成要插入的计划，也可以从EXCEL表中导入插单的生产计划至后备序列中。

将后备序列中要插单的生产计划导入生产序列中，插入的位置可自由选定，可以插入到所选班次的任何位置，可按生产日期、生产班次及流水号灵活选取，插入后流水号重新排列。

结语

以WinCC 7.0为平台开发的同步生产系统运行稳定可靠，在生产过程中能够保证计划生产高精准率，同时大幅度提升焊装车间的自动化程度。以独特的界面、脚本系统以及完善的归档和报表等功能，WinCC 7.0控制系统将成为上位控制家族成员的重要组成部分，推动汽车制造业自动化生产制造的发展进程。