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电子级玻璃纤维生产线全自动化物流输送系统解决方案玻璃纤维作为新型复合材料，具有耐温高、不燃、抗腐、隔热、隔音性好、抗拉强度高、电绝缘性好等特点，主要应用于汽车、轮船等行业。

案例背景介绍

1　项目背景

电子级玻璃纤维则是其中的重要产品，多应用于高科技产品，如航空航天、电子电路等。电子级玻璃纤维具有工艺复杂、人机结合多等难点，生产工段涵盖拉丝、原丝找头、原丝存储、捻线加工、管丝检验、管丝存储、整经、盘头存储、织布、织布存储、后处理、织布成品托盘存储、织布成品检验、管丝成品托盘存储等多个流程，其物流系统自动化程度较低，主要由工人完成物料到各工段的运送或简单的系统运送。

北自所（北京）科技发展有限公司结合多年的玻璃纤维生产线自动化系统应用经验，经过详细的系统论证，于2018年设计了一套完整的电子级玻璃纤维生产线自动化物流系统，成功应用于国内某大型电子级玻璃纤维生产线，其年产量可达到6万吨。

案例实施与应用情况

2　项目介绍

电子级玻璃纤维生产线自动化物流系统（简称系统）涵盖产品生产工艺设计的各个工段，实现了在每个工段的自动化输送，减少了工人劳动量，降低产品损耗，提高生产效率。系统对整体工艺流程进行了优化设计，将原有的14个工段进行了功能划分，同时将空车返回线与各工段输送系统予以整合，共设计了9个子系统，包含7个自动化控制系统和2个独立的上位监控调度系统，满足整个车间的自动化物流需求。

由图1可知，该系统包括拉丝区输送系统、原丝找头及返空输送系统、原丝存储输送系统、管丝检验输送系统、管丝存储及盘头输送系统、织布存储及周边输送系统、后处理及成品存储输送系统，以及上位监控管理系统，共包括输送机近2000台、环形穿梭车40台、智能分配车10台、双工位分配车3台、自动机械手1台、双工位堆垛车4台、货叉堆垛车3台、变频堆垛机15台、伺服堆垛机1台、空中单轨自行小车EMS 40台、双工位穿梭子母车2台。主要自动化产品包括西门子博途1500系列PLC、ET200M\ET200SProfinet网络总线模块、MP系列10寸触摸屏、V系列变频器、菲尼克斯电气无线漏波系统和具有IP67防护等级的现场总线模块、视觉识别OCR系统、P+F二维条码定位系统、SICK区域安全防护装置、无线手持设备等，网络通讯系统采用西门子Profinet工业以太网与分布于现场的总线模块进行通讯，采集总线模块的信息数据，并通过以太网将信息数据采集整理后发送至上位监控管理系统，由上位监控管理系统进行设备监控、数据处理、系统调度、数据存储等复杂功能。

3　项目实施

3.1　主站控制系统

各区域主站控制系统主要用于区域内输送设备的信息采集及电气控制。采用西门子博途系列1516系列CPU，32点输入和输出模块、ET200M远程通讯模块、ET200S远程通讯模块、TP1210系列触摸屏，西门子V系列变频器以及若干IP67防护等级的现场总线模块，包括16点输入模块和8点输入8点输出模块等。如图2所示。

CPU1516有两组Profinet总线接口X1\X2，分成两组工业以太网络。其中，X2接口设计为分区控制系统主站网络接口，负责与本区域系统内从站模块ET200M、ET200S和现场远程模块的信息采集和数据通讯；X1接口则位于总系统主网内，负责与上位监控管理系统进行数据通讯，完成系统下发的指令信息。主站CPU与各从站采用MOXA EDS系列10/100M工业交换机进行网络连接，主站CPU通过光电转换器将电子信号转换为光信号，通过多模光纤将信号传送至中央控制室网络机柜内，完成数据的通讯交互。

ET200M是高密度配置的模块化I/O站，可作为主站CPU的功能和通讯扩展，辅助CPU进行数据采集和指令下发的功能。在本系统中，我们将每个生产工段各自划分为不同的分区，除CPU主站外，分别由ET200M从站作为各区域内设备的控制中枢，负责本区域内设备按钮信号采集和电机启停控制。

ET200S作为小型紧凑化的分布式I/O站，具有安装便利、较高的灵活度和设备成本低等诸多特点于一体，可提供种类丰富的模块，具有良好的通用性。ET200S可对Profinet工业以太网进行无缝兼容，可作为拉丝区工位按钮站的信号采集设备，并通过工业以太网反馈到主站CPU。

本系统中，菲尼克斯电气AXL现场总线模块主要应用在现场设备的检测开关信号的采集，并通过工业以太网总线将信息反馈到主站CPU中，由CPU进行数据的处理和判断。AXL总线模块具有IP65/67的防护等级，I/O设备外型设计超级紧凑，每个模块可采集最多16点输入信号，或8点输入和8点输出信号。因此，一个模块可采集周边10余台设备的开关检测信号。AXL总线模块还具有在线诊断功能，即总线模块出现网络故障或电源故障或输入输出信号故障时，能够生成相应的诊断字并反馈到主站CPU，CPU可根据诊断字判断该模块所发生的故障类型，并根据故障类型提示维护人员该模块是否需要检查模块线路或者是用新模块更换故障模块。