InterBus現(xiàn)場總線作為IEC61158標準之一，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和機器加工業(yè)。汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)采用InterBus現(xiàn)場總線技術(shù)，在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進行生產(chǎn)物流重構(gòu)，實現(xiàn)了企業(yè)同步化物流的需求。
一、引言
InterBus現(xiàn)場總線作為IEC61158標準之一，是一種開放型的串行總線系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)傳輸速度快、效率高，總線控制器和總線設(shè)備具有智能化和很強的故障診斷能力，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和機器加工業(yè)。汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)采用InterBus現(xiàn)場總線技術(shù)，在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進行生產(chǎn)物流重構(gòu)，實現(xiàn)了企業(yè)同步化物流的需求。該系統(tǒng)能使物料供應(yīng)及時、高效，節(jié)省物料線邊占用空間、減少線邊庫存和儲位庫存，自動統(tǒng)計缺料的工位、時間與頻次，有效防止不必要的延誤、等待時間和因物料短缺產(chǎn)生停線的問題。控制系統(tǒng)具有在線故障診斷功能，減少了系統(tǒng)故障處理的時間，提高了系統(tǒng)運行的可靠性和工廠生產(chǎn)效率。
二、控制系統(tǒng)組成
物料呼叫控制系統(tǒng)由硬件和軟件構(gòu)成。硬件主要由工控機，現(xiàn)場總線控制器，總線耦合器BK模塊，數(shù)字輸入、輸出模塊DIO、SAB模塊，LED顯示屏，燈箱和按鈕構(gòu)成。現(xiàn)場總線控制器選用RFC430，其具有數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、信息交換和自動診斷等功能。控制系統(tǒng)軟件由控制程序和故障診斷程序組成。
控制程序功能如下：根據(jù)汽車生產(chǎn)要求，當(dāng)生產(chǎn)線線邊庫存低于最低值時，生產(chǎn)工人按下工位上對應(yīng)的按鈕，總線控制器根據(jù)回送的過程數(shù)據(jù)，通過一種基于InterBus現(xiàn)場總線的通信模塊，發(fā)送該物料的名稱、工位號數(shù)量等信息到LED大屏幕顯示屏，同時啟動音樂鈴聲和燈箱上對應(yīng)該物料的指示燈。倉庫工作人員得到信息后，按下燈箱指示燈下面對應(yīng)的按鈕，表示信息確認，已開始投料。總線控制器根據(jù)確認的信息，將工位按鈕上方的指示燈由常亮轉(zhuǎn)為閃亮狀態(tài)，表示該物料正在投送中。當(dāng)物流到達呼叫的工位后，操作人員恢復(fù)按鈕，該物料配送過程結(jié)束。該物料的名稱、呼叫工位、呼叫時間、到位時間、投料人等信息記入上位機的數(shù)據(jù)庫，作為管理人員考核員工的一項指標。
故障診斷程序包括運行在控制器上的診斷和自啟動程序和運行在上位機（工控機）上的OPC（OLE for Process Control）應(yīng)用程序。控制系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，總線便停止運行。在線故障診斷程序可以快速診斷故障原因，并應(yīng)用OPC技術(shù)將RFC430總線控制器的診斷信息傳送到上位機，上位機根據(jù)控制器傳送的診斷信息，采用專家數(shù)據(jù)庫技術(shù)為管理層提供更為詳細的故障原因以及處理方法。因此，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，值班人員就能根據(jù)故障診斷信息以及處理方法迅速排除故障。故障排除后，系統(tǒng)能自動啟動總線，恢復(fù)正常運行。
三、診斷和自啟動程序
InterBus總線控制器RF430中的標準寄存器提供了總線運行的狀態(tài)信息，也可通過控制程序操作總線系統(tǒng)。總線控制器中的標準寄存器包括診斷狀態(tài)寄存器、診斷參數(shù)寄存器、標準功能啟動寄存器、標準功能狀態(tài)寄存器和標準功能參數(shù)寄存器。寄存器的地址可利用PC WORX組態(tài)軟件在控制系統(tǒng)的輸入或輸出地址區(qū)域設(shè)定，以便在編程中應(yīng)用。診斷狀態(tài)寄存器為一個字長，每一位都反映了總線系統(tǒng)運行狀態(tài)的某一方面情況。診斷參數(shù)寄存器為診斷狀態(tài)寄存器的狀態(tài)位提供更為詳細的信息，當(dāng)外圍設(shè)備出現(xiàn)故障和總線出錯時，診斷參數(shù)寄存器提供錯誤位置；當(dāng)控制器和總線出錯時，診斷參數(shù)寄存器提供錯誤代碼。
診斷和自啟動程序在PC WORX 2.02中功能編程軟件Program Worx上開發(fā)，采用ST（結(jié)構(gòu)化文本）語言編程，編程后封裝成功能模塊FCDIAG（見圖1）。該模塊以診斷狀態(tài)寄存器、診斷參數(shù)寄存器作為輸入，經(jīng)過處理之后把診斷信息賦給全局外部變量ERR DIAG STATUS和ERR DIAG_PAPA。自啟動功能可以檢測故障是否清除，一旦檢測到故障已經(jīng)清除后，通過標準功能啟動寄存器，啟動總線運行。
圖1 診斷和自啟動模塊
四、應(yīng)用程序
1. OPC數(shù)據(jù)訪問
OPC過程控制中對象鏈接與嵌入技術(shù)，OPC以組件對象模型和分布式組件對象模型技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶/服務(wù)器的模式，定義了一組COM對象及其接口標準，是一種工業(yè)控制和生產(chǎn)自動化領(lǐng)域為了連接數(shù)據(jù)源（OPC服務(wù)器）和數(shù)據(jù)使用者（OPC應(yīng)用程序）之間的接口標準。
OPC數(shù)據(jù)訪問方法主要有同步訪問、異步訪問和訂閱方式數(shù)據(jù)采集。對于異步訪問，OPC服務(wù)器接到OPC應(yīng)用程序要求后，幾乎立即將方法還回，OPC應(yīng)用程序不必處于等待狀態(tài)，可以處理其他任務(wù)。當(dāng)OPC服務(wù)器完成數(shù)據(jù)訪問時，觸發(fā)OPC應(yīng)用程序的異步訪問完成事件，OPC應(yīng)用程序在的VB事件處理程序中接受從OPC服務(wù)器傳輸過來的數(shù)據(jù)；對于訂閱方式數(shù)據(jù)采集，OPC服務(wù)器也是通過觸發(fā)事件方式傳輸數(shù)據(jù)到OPC應(yīng)用程序。
2. 使用VisualBasic開發(fā)的OPC應(yīng)用程序的診斷部分
(1) 變量聲明
包括OPCServer對象、OPCGroups對象、OPCGruop對象、OPCItems對象和保存OPC標簽的服務(wù)器句柄的數(shù)組SeverHandles_Bus（）。聲明如下：
(2) 連接服務(wù)器和建立組
(3) 添加標簽
(4) 采取訂閱方式的數(shù)據(jù)采集
訂閱方式的數(shù)據(jù)采集，OPC應(yīng)用程序不必發(fā)出讀取要求，OPC服務(wù)器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有變化時，通過事件objTestGrp_BusDataChange自動向OPC應(yīng)用程序側(cè)通知和傳送變化的數(shù)據(jù)。VB應(yīng)用程序根據(jù)傳送的錯誤信息，通過查詢數(shù)據(jù)庫獲取更為詳細的故障原因及其處理辦法，其中數(shù)據(jù)庫中處理辦法由專家經(jīng)驗知識構(gòu)成，可以不斷更新和充實。
五、結(jié)束語
汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)自2003年投入運行以來，運行狀況良好，達到了預(yù)期的控制要求。該系統(tǒng)的推行使公司的物流管理上了一個臺階，取得了良好的經(jīng)濟效益。而控制系統(tǒng)中在線故障診斷功能提高了系統(tǒng)運行的可靠性，可以大大減少系統(tǒng)的故障處理時間，有利于充分發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)越性。
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