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摘要：扫描防错系统主要承担装配物料与各车型的匹配以及纠错等任务。不同车型的汽车产品实施共线生产，这是当前汽车制造工业的实际需求。在汽车制造过程中，防错系统有着非常重要的意义，如果没有防错控制系统的应用，那么汽车的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。如何实现扫描防错系统的稳定性、准确性、快速性和可操作性，是系统设计应该考虑的主要问题。基于以太网的扫描防错系统，主要采用PLC控制，应用以太网实现整个系统的控制和计算机管理与监控。
关键词：以太网；PLC；扫描防错
引言
汽车是当前人们出行常用的交通工具之一，尤其随着生活水平的提高，人们对汽车生产质量提出较高要求，作为汽车生产企业，如何应用防错技术提高汽车生产质量及效率，增强在市场中的竞争力，是值得深究的重要问题。
1 汽车底盘装配线及防错技术
汽车底盘装配线作业内容多，对装配作业人员的专业水平要求较高，尤其需各工种的密切配合，因此，为确保装配作业质量，避免错误的出现，应在明确装配内容及装配要求的技术上应用专业的防错技术。
1.1 汽车底盘装配线
汽车底盘装配线是汽车装配工作的主要内容之一，装配质量优劣往往给汽车性能的充分发挥造成直接影响。汽车底盘装配线工作内容较多，包括挡泥板、排气管、后桥总成、动力总成、隔热板、燃油箱、刹车油管、燃油管等的装配操作。装配作业中，汽车车型不同涉及的具体装配部件存在一定差别，但为保证装配质量，无论何种车型的底盘装配均应注重防错技术的应用。
1.2 防错技术
防错技术主要用于识别与消除装配作业中存在的差错，确保装配质量，可借助机械防错、光电传感器、智能料架、条形码系统等实现。汽车生产中应用率较高的防错技术有人工防错、物料防错、颤动功能防错、定量及定性防错。其中人工防错主要通过构建完善的作业流程、明确作业范围，采取在线纠错措施，及早发现加工生产、加工中产品缺陷的行为。同时，针对待处理品、待制品、成品等人工挂上不同颜色的标签实现防错目标；物料防错指将物料零件分区域、色标、扫描枪进行分类，按照一定的方向摆放，防止零件间的膨胀，保证零件质量；颤动功能防错指在颤动机作用下，将零件输送到零件判别位置，只允许方向与位置正确的零件通过，未通过的则分到另外位置，避免供应零件错误的发生。
2 基于以太网的供电方式概述
以太网供电是在传统电源供电的基础上发展起来的一种新模式。传统的用电设备需要使用电源为其提供电能保障，以太网供电设备与传统的网络设备相比，它不仅能正常满足传输通信链路中的数据包，而且能够传输电能，以太网供电技术便能实现这种传送模式。如今像思科、华为、阿尔卡特等企业提供的集线器、交换机、路由器等主流网络产品已将 PoE 技术融入其中，使得无线接入点、网络摄像头、IP 电话等终端设备不再需要独立的电源，这将使人们的工作、生活更加便利。
3 扫描防错系统的硬件构成
3.1 系统的硬件构成
本系统应用在汽车总装车间的底盘装配线，扫描防错系统是在动力总成装配的第一个工位安装防错系统，防错系统主要由条码输入单元、数据处理单元和上位监控单元组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆底盘装配线中的 S7 －300 型 PLC 作为该条生产线中不同工位的控制器，负责整体生产线的运行。为了实现防错的目的，该防错系统采用西门子 S7 －400 PLC 作为主站，首先对正常生产的数据信息进行采集，然后通过数据输入单元对每个装配部件进行条码扫描，数据处理单元根据生产信息和条码信息进行比对判断，然后将判断信息在上位机进行显示，对现场操作工进行生产指导，从而完成防错目的。
3.2 系统控制单元
防错系统控制单元包括数据输入单元、数据处理单元两个重要部分，其中前者用于实时扫描各装配部件条码，由扫描枪接口、触摸屏、扫描枪等构成。作业中待装配部件到达本工位后，操作员使用扫描枪扫描部件，获得的条码信息经由接口单元到达主站系统。同时，扫描信息会显示在触摸屏上，当扫描的条码信息存在错误，操作工可通过触摸屏更正错误信息，确保部件信息的准确无误。数据处理单元工作中结合底盘装配线生产信息，对当前工位车身编号、颜色、车型信息进行判断。众所周知，生产中的车型较多，为提高工作效率，需同时对各工位上的车型进行判断，要求数据处理单元单独存储各工位信息，并进行独立运算。当获得某车辆信息时，及时刷新当前信息，并对比上个工位，确保车辆连续的运行。数据输入信息到达时对信息来源进行判断，而后判断达到信息和指定存储区数据，显示在上位机上，给作业人员装配操作提供指导。
4 以太网原理、组成及运行流程
4.1 以太网的通信原理及系统组成
以太网是指遵循 IEEE802． 3 标准，可以在光缆以及双绞线等媒介上传输的一种网络。通信网络的核心是 OSI 参考模型。该模型自下而上分别为： 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层。工业以太网提供了针对制作业控制网络的数据传输的以太网标准，将以太网高速传输技术引入到工业控制领域，使得企业内部互联网提供的技术进入生产和过程自动化。西门子通过 SI-MATIC NET 提供了开放的适用于工业环境的各种控制级别的不同的通信系统，包括组成通信网络的媒介、组件及传输技术、数据传输协议和服务以及用于连接 PLC 或 PC 的通信模板。
4.2 以太网防错技术应用
以太网防错技术在汽车底盘装配线应用实现的整体思路为：当车身达到预定工位后，底盘装配线生产信息及条码信号通过以太网传输至S7-400主站中。主站完成信息对比，而后将对比结果通过上位机加以显示，实现防错目标。该系统应用的以太网通信方式包括S7通信、PROFINET IO控制器，前者用于实现对S7-300控制器数据的采集，通过SFB14、SFB13功能模块调用实现信息传输；后者用于采集扫描枪，并借助硬件组态直接连接。同时，为确保两台PLC通信的顺利实现，需在同一项目中完成两套PLC硬件组态，合理分配IP地址，而后将NetPro打开选取其中一个PLC，在连接表上的空白行位置处进行双击，完成S7 connection的添加。而后选取另外PLC，将其中一个站设置为Client端，并将Establish an active connection选项激活。另外，对SFB14、SFB13进行调用用于传输数据时，应注意观察“REQ”信号，只要该信号上升沿被触发才能实现信息的接受与发送。另外，“ID”表示连接的ID号，即，NetPro组态时产生的ID号。
结语
扫描防错系统的应用，保障了汽车底盘装配线关键工件的装配正确性，通过以太网技术使得这一系统结构简单，性能可靠。该系统可为其它类似系统的控制提供借鉴作用。
参考文献：
[1] 庞振泽，郑国荣，江禄晓，等．汽车总装生产线物料防错技术［J］．汽车工艺与材料，2013，28（2）：31－33．
[2] 孙占杰.防错技术（Poka-yoke）在汽车底盘零部件焊接领域应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010，08：244.
论文作者:王暂
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/13
标签：以太网论文; 装配线论文; 系统论文; 信息论文; 技术论文; 作业论文; 单元论文; 《建筑科技》2017年第11期论文;