HMI設(shè)備在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線中的應(yīng)用

張 希，高 挺，許 靜，盧立軍，段明皞

（北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，北京 100120）

0 引言

眾所周知發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，為汽車的行走提供動(dòng)力，而一條先進(jìn)的生產(chǎn)線需要適應(yīng)各種工藝的調(diào)整，這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線具有調(diào)整工藝簡(jiǎn)便、易操作的特點(diǎn)。龐大的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線有工位多、一致性高的特點(diǎn)，我們可以根據(jù)這一特點(diǎn)，利用上位計(jì)算機(jī)下達(dá)給各個(gè)工位的工作任務(wù)，本地PLC接收并執(zhí)行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便快速的調(diào)整工藝。

目前有的生產(chǎn)線采用本地計(jì)算機(jī)接收上線計(jì)算機(jī)的任務(wù)后，然后下達(dá)給本地PLC的工作模式，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)雖然交互簡(jiǎn)單，但對(duì)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求較高，并且本地計(jì)算機(jī)下達(dá)給本地PLC 任務(wù)時(shí)，交互方式較為繁瑣。

而采用本地HMI替代本地計(jì)算機(jī)，通過上線計(jì)算機(jī)下達(dá)任務(wù)到數(shù)據(jù)載碼體，本地HMI配置工作內(nèi)容的方式即解決了網(wǎng)絡(luò)任務(wù)重、計(jì)算機(jī)與PLC交互繁瑣的問題，又能高效利用HMI設(shè)備。我單位已為某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)已采用了這種方式，這種模式也是日后生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)。

1 總體設(shè)計(jì)

HMI設(shè)備任務(wù)配置的設(shè)計(jì)分兩部分，硬件部分和軟件部分。

硬件部分：

一臺(tái)柜內(nèi)PLC，負(fù)責(zé)控制設(shè)備和執(zhí)行任務(wù)；

一臺(tái)HMI設(shè)備；

一個(gè)數(shù)據(jù)讀寫頭；

如圖1所示為硬件構(gòu)成。

軟件部分：

上線計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝將編制好的每個(gè)工位的工作任務(wù)下載到數(shù)據(jù)載碼體中；

圖1 硬件構(gòu)成

本地HMI上根據(jù)工藝配置好需要工作的內(nèi)容；

已被寫入任務(wù)的數(shù)據(jù)載碼體隨著托盤移動(dòng)到工位；

PLC根據(jù)HMI傳達(dá)的任務(wù)地址，到指定位置讀取本工位任務(wù)；

獲取任務(wù)后，調(diào)用與任務(wù)相關(guān)的工作程序。

工作過程如圖2所示。

圖2 工作過程圖

2 HMI設(shè)備部分

人機(jī)界面（Human Machine Interface）又稱人機(jī)接口，簡(jiǎn)稱為HMI。從廣義上說，HMI泛指計(jì)算機(jī)（包括PLC）與操作人員交換信息的設(shè)備。在控制領(lǐng)域，HMI一般特指用于操作人員與控制系統(tǒng)之間進(jìn)行對(duì)話和相互作用的專用設(shè)備。

HMI設(shè)備在編程時(shí)已經(jīng)預(yù)制了整條生產(chǎn)線的全部任務(wù)，使用者只需要選擇本工位的工作任務(wù)即可，如圖3所示。

圖3 任務(wù)配置界面

在本地HMI設(shè)備上預(yù)設(shè)與任務(wù)計(jì)算機(jī)一樣的工作內(nèi)容，載有任務(wù)的托盤到達(dá)工位后，PLC根據(jù)HMI上預(yù)設(shè)的OP號(hào)彈出所對(duì)應(yīng)的操作界面，并且該工序的背景顏色變?yōu)辄S色，表示當(dāng)前OP等待操作。

同時(shí)PLC根據(jù)HMI上預(yù)設(shè)的OP號(hào)到數(shù)據(jù)載碼體中對(duì)應(yīng)的位置讀取需要工作的具體內(nèi)容，并顯示出讀取完成后的具體工作內(nèi)容，例如擰緊螺栓需要的程序號(hào)、通道號(hào)、數(shù)量等，如圖4所示。

圖4 詳細(xì)任務(wù)界面

讀出每一個(gè)操作任務(wù)包含的詳細(xì)信息后，PLC調(diào)用任務(wù)程序，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行工作。

工作完成后，OP狀態(tài)根據(jù)完成結(jié)果顯示不同的顏色，合格顯示綠色，不合格顯示紅色。

所有的任務(wù)操作界面基本一致，只是根據(jù)不同的操作任務(wù)切換不同的零件指示圖片，使用者更加方便理解和快速掌握使用方法。

需要調(diào)整工藝時(shí)，在圖3的界面更改本工位需要工作的操作OP，修改OP所在數(shù)據(jù)載碼體的存儲(chǔ)地址。

3 結(jié)束語

通過使用HMI設(shè)備既實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面可視化，又充當(dāng)?shù)谋镜厝蝿?wù)讀取計(jì)算機(jī)，為客戶節(jié)約了成本，簡(jiǎn)化了流程，使現(xiàn)場(chǎng)施工更為簡(jiǎn)便，省去了本地PLC編程人員與計(jì)算機(jī)編程人員的工作量，操作者使用更簡(jiǎn)單，系統(tǒng)維護(hù)更方便，系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。

[1] 廖常初,陳曉東.西門子人機(jī)界面（觸摸屏）組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.