W procesie głębokiej transformacji produkcji samochodów w kierunku Przemysłu 4.0 wydajność, elastyczność i możliwość kontroli jakości linii produkcyjnych stały się kluczowymi wskaźnikami podstawowej konkurencyjności przedsiębiorstw. Jako punkt odniesienia dla transformacji cyfrowej w branży, fabryka GAC Motor Yichang Factory osiągnęła wiodącą w branży wydajność produkcji nowego samochodu w 52 sekundy dzięki w pełni zintegrowanemu rozwiązaniu automatyzacji (TIA) firmy Siemens, a sterownik PLC Siemens jest głównym centrum sterowania wspierającym ten przełom. Od w 100% zautomatyzowanego spawania w warsztacie spawalniczym po elastyczne przełączanie wielu modeli pojazdów w warsztacie montażu końcowego, system PLC przebiega przez cały proces produkcyjny, rozwiązując wiele problemów w tradycyjnej produkcji.
- Warsztat spawalniczy: AI+PLC realizuje pełną kontrolę procesu jakości połączeń lutowanych
Jakość spawania białego nadwozia bezpośrednio decyduje o bezpieczeństwie samochodu. Główna struktura „białego nadwozia” każdego samochodu zawiera 2000–3000 różnych typów punktów spawania, a tradycyjny tryb pobierania próbek jest trudny do wyeliminowania zagrożeń jakościowych. Warsztat spawalniczy i montażowy Guangzhou Automobile Yichang Factory wykorzystuje sterownik PLC Siemens S7-1500 jako główny rdzeń sterujący i zbudował w pełni zautomatyzowany system sterowania obejmujący ponad 60 robotów spawalniczych, zapewniając precyzyjną kontrolę i identyfikowalność jakości procesu spawania.
Jeśli chodzi o projekt architektury systemu, zespół techniczny przyjął tryb „współpracy master-slave”: sterownik PLC S7-1500 służy jako kontroler IO, a wiele inteligentnych urządzeń S7-1200 jest połączonych poprzez magistralę PROFINET jako rozproszone węzły sterujące, tworząc sieć o topologii kołowej i redundantnej. Architektura ta nie tylko kontroluje czas przywracania przerwy w sieci w granicach 200 ms, ale także optymalizuje wymianę danych za pomocą instrukcji GET/PUT, redukując opóźnienie reakcji robota z 15 ms do 3 ms, zapewniając synchroniczną dokładność spawania między wieloma robotami. W odpowiedzi na wymagania integracji międzysystemowej robotów spawalniczych ABB, zaimportowano plik GSDML robota, aby zakończyć konfigurację 64-bajtowego wejścia współrzędnych złącza lutowanego i 32-bajtowego wyjścia sygnału stanu w TIA Portal, a także włączono protokół ProfiSafe, aby uzyskać szybką reakcję sygnału zatrzymania awaryjnego <10 ms, całkowicie rozwiązując problem kompatybilności związany ze współpracą sprzętu różnych marek.
Pod względem kontroli jakości kluczowym przełomem stała się głęboka integracja sterowników PLC Siemens i oprogramowania przemysłowej sztucznej inteligencji. PLC zbiera w czasie rzeczywistym 12 parametrów procesu, takich jak prąd, napięcie i ciśnienie spawania, analizuje je w czasie rzeczywistym za pomocą modułu obliczeń brzegowych i przewiduje jakość każdego miejsca spawania w oparciu o algorytm uczenia maszynowego. Gdy wahania prądu danego punktu zgrzewania przekraczają próg ± 5%, sterownik PLC natychmiast uruchamia alarm i rejestruje nieprawidłowe dane, wstrzymując jednocześnie pracę stanowiska i oczekując na ręczny przegląd. Ten tryb „monitorowania w czasie rzeczywistym, inteligentnego przewidywania i precyzyjnej interwencji” zmniejsza odsetek defektów spawalniczych o 60% i trzykrotnie zwiększa efektywność kontroli jakości, całkowicie zastępując tradycyjne metody badań niszczących.
- Warsztat montażu końcowego: elastyczne sterowanie i wsparcie szybkiego przełączania w produkcji pojazdów hybrydowych obejmujących wiele pojazdów
W obliczu zapotrzebowania na produkcję mieszaną wielu modeli pojazdów, takich jak SUV-y i sedany, warsztat montażu końcowego fabryki GAC Yichang wykorzystuje elastyczną funkcję sterowania sterownika PLC Siemens, aby osiągnąć szybkie przełączanie procesów produkcyjnych i efektywne planowanie sprzętu. System sterowania warsztatem wykorzystuje sterownik PLC Siemens S7-1500 w połączeniu z rozproszonym modułem IO ET200SP, który łączy ponad 300 urządzeń wykonawczych poprzez magistralę PROFINET, obejmując cały proces transportu nadwozia pojazdu, montażu podzespołów, kontroli itp.
W odpowiedzi na trudności związane z przełączaniem między wieloma modelami pojazdów zespół techniczny wykorzystuje funkcję zarządzania formułami sterownika PLC do wstępnego ustawienia parametrów procesu montażu (takich jak moment dokręcania, kolejność montażu, próg wykrywalności itp.) różnych modeli pojazdów jako niezależnych formuł. Gdy plan produkcji ulegnie zmianie, operator wydaje polecenie przełączenia za pośrednictwem interfejsu HMI, a sterownik PLC może zresetować wszystkie parametry sprzętu w ciągu 10 minut, poprawiając kompatybilność linii produkcyjnej o 80%. Dzięki tej możliwości fabryka może elastycznie reagować na zmiany zamówień rynkowych, a na jednej linii produkcyjnej można uzyskać mieszaną produkcję czterech modeli pojazdów.
W procesie transportu logistycznego fabryka wykorzystuje samochody marki Siemens AGV zamiast tradycyjnych przenośników taśmowych i osiąga inteligentne planowanie transportu pojazdów za pomocą sterownika PLC. S7-1500 PLC zbiera w czasie rzeczywistym pozycję AGV, poziom naładowania akumulatora, model pojazdu i inne dane, dynamicznie dostosowuje ścieżkę transportu w oparciu o rytm produkcji. Gdy na danym stanowisku pracy brakuje materiałów, sterownik PLC natychmiast wysyła najbliższy pojazd AGV w celu priorytetowej dostawy, skracając czas oczekiwania na stanowisku pracy o 40%. Jednocześnie sterowane przez PLC, wysokowydajne, przechylne urządzenie podnoszące EMS osiąga obrót o 110 stopni w obu kierunkach nadwozia pojazdu, znacznie poprawiając wygodę operacyjną montażu wnętrza i zwiększając wydajność montażu na mieszkańca o 25%.
- Współpraca w całym warsztacie: sterowanie cyfrowe pozwala osiągnąć maksymalną wydajność produkcji
Aby osiągnąć interoperacyjność danych i globalną optymalizację w różnych warsztatach, firma Siemens PLC została głęboko zintegrowana z platformą zarządzania operacjami produkcyjnymi Opcenter w celu zbudowania cyfrowego systemu sterowania dla całego procesu, od wydania zamówienia do dostawy gotowego produktu. S7-1500 PLC w czasie rzeczywistym zbiera dane dotyczące OEE (kompleksowej wydajności) sprzętu, zużycia energii, usterek i innych danych oraz przesyła je na platformę zarządzającą za pośrednictwem protokołu OPC UA. Personel zarządzający może monitorować stan działania każdej linii produkcyjnej za pomocą interfejsu wizualnego.
W zakresie konserwacji sprzętu kluczową rolę odgrywają bufor diagnostyczny PLC i blok organizacji przerwań OB82. Po wykryciu usterki modułu IO sterownik PLC natychmiast rejestruje kod błędu, czas wystąpienia i powiązany sprzęt, a następnie przesyła je do telefonu komórkowego personelu konserwacyjnego za pośrednictwem modułu alarmowego WeChat. Łącząc dane dotyczące temperatury i momentu obrotowego silników przegubów robotów zebrane przez sterownik PLC, system może przewidzieć potencjalne awarie sprzętu i skrócić nieplanowane przestoje o 40%. Dzięki tym inteligentnym środkom kontroli cykl spawania na linii montażu końcowego w fabryce GAC Yichang został skrócony ze 120 sekund na jednostkę do 98 sekund na jednostkę, ostatecznie osiągając wiodącą w branży wydajność produkcji nowego samochodu w 52 sekundy.
- Skuteczność aplikacji: Dane świadczą o wartości modernizacji inteligentnej produkcji
Kompleksowe zastosowanie systemu PLC Siemens w fabryce Yichang w Guangzhou osiągnęło wiele przełomów w wydajności produkcji, kontroli jakości i kosztach operacyjnych: stopień automatyzacji linii produkcyjnej osiągnął 100%, a zdolność produkcyjna na jedną zmianę wzrosła o 50%; Wskaźnik wad spawalniczych spadł z 0,8% do 0,32%, a współczynnik pierwszego przejścia wzrósł do 99,2%; Dzięki konserwacji predykcyjnej i optymalizacji zużycia energii koszty konserwacji sprzętu zostały obniżone o 35%, a jednostkowe zużycie energii przez produkt o 18%. Jak powiedział Zhang Shaowei, zastępca dyrektora generalnego oddziału GAC Motor w Yichang, cyfrowe rozwiązanie, w którym podstawą są sterowniki PLC firmy Siemens, naprawdę przekształca koncepcję „Przemysłu 4.0” w rzeczywistą wydajność produkcji.
Ten przypadek w pełni pokazuje, że sterownik PLC firmy Siemens, dzięki swoim podstawowym zaletom, jakim są precyzyjne sterowanie, elastyczna adaptacja i inteligentne połączenia, może nie tylko rozwiązać specyficzne problemy procesowe w produkcji motoryzacyjnej, ale także zbudować cyfrowy system produkcji obejmujący cały proces, zapewniając solidne wsparcie techniczne dla inteligentnej transformacji produkcyjnej w przemyśle motoryzacyjnym.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
