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電子級玻璃纖維生產線全自動化物流輸送系統解決方案玻璃纖維作為新型複合材料，具有耐溫高、不燃、抗腐、隔熱、隔音性好、抗拉強度高、電絕緣性好等特點，主要應用於汽車、輪船等行業。

案例背景介紹

1　項目背景

電子級玻璃纖維則是其中的重要產品，多應用於高科技產品，如航空航天、電子電路等。電子級玻璃纖維具有工藝複雜、人機結合多等難點，生產工段涵蓋拉絲、原絲找頭、原絲存儲、捻線加工、管絲檢驗、管絲存儲、整經、盤頭存儲、織布、織布存儲、後處理、織布成品托盤存儲、織布成品檢驗、管絲成品托盤存儲等多個流程，其物流系統自動化程度較低，主要由工人完成物料到各工段的運送或簡單的系統運送。

北自所（北京）科技發展有限公司結合多年的玻璃纖維生產線自動化系統應用經驗，經過詳細的系統論證，於2018年設計了一套完整的電子級玻璃纖維生產線自動化物流系統，成功應用於國內某大型電子級玻璃纖維生產線，其年產量可達到6萬噸。

案例實施與應用情況

2　項目介紹

電子級玻璃纖維生產線自動化物流系統（簡稱系統）涵蓋產品生產工藝設計的各個工段，實現了在每個工段的自動化輸送，減少了工人勞動量，降低產品損耗，提高生產效率。系統對整體工藝流程進行了優化設計，將原有的14個工段進行了功能劃分，同時將空車返回線與各工段輸送系統予以整合，共設計了9個子系統，包含7個自動化控制系統和2個獨立的上位監控調度系統，滿足整個車間的自動化物流需求。

由圖1可知，該系統包括拉絲區輸送系統、原絲找頭及返空輸送系統、原絲存儲輸送系統、管絲檢驗輸送系統、管絲存儲及盤頭輸送系統、織布存儲及周邊輸送系統、後處理及成品存儲輸送系統，以及上位監控管理系統，共包括輸送機近2000台、環形穿梭車40台、智能分配車10台、雙工位分配車3台、自動機械手1台、雙工位堆垛車4台、貨叉堆垛車3台、變頻堆垛機15台、伺服堆垛機1台、空中單軌自行小車EMS 40台、雙工位穿梭子母車2台。主要自動化產品包括西門子博途1500系列PLC、ET200M\ET200SProfinet網絡總線模塊、MP系列10寸觸摸屏、V系列變頻器、菲尼克斯電氣無線漏波系統和具有IP67防護等級的現場總線模塊、視覺識別OCR系統、P+F二維條碼定位系統、SICK區域安全防護裝置、無線手持設備等，網絡通訊系統採用西門子Profinet工業以太網與分布於現場的總線模塊進行通訊，採集總線模塊的信息數據，並通過以太網將信息數據採集整理後發送至上位監控管理系統，由上位監控管理系統進行設備監控、數據處理、系統調度、數據存儲等複雜功能。

3　項目實施

3.1　主站控制系統

各區域主站控制系統主要用於區域內輸送設備的信息採集及電氣控制。採用西門子博途系列1516系列CPU，32點輸入和輸出模塊、ET200M遠程通訊模塊、ET200S遠程通訊模塊、TP1210系列觸摸屏，西門子V系列變頻器以及若干IP67防護等級的現場總線模塊，包括16點輸入模塊和8點輸入8點輸出模塊等。如圖2所示。

CPU1516有兩組Profinet總線接口X1\X2，分成兩組工業以太網絡。其中，X2接口設計為分區控制系統主站網絡接口，負責與本區域系統內從站模塊ET200M、ET200S和現場遠程模塊的信息採集和數據通訊；X1接口則位於總系統主網內，負責與上位監控管理系統進行數據通訊，完成系統下發的指令信息。主站CPU與各從站採用MOXA EDS系列10/100M工業交換機進行網絡連接，主站CPU通過光電轉換器將電子信號轉換為光信號，通過多模光纖將信號傳送至中央控制室網絡機櫃內，完成數據的通訊交互。

ET200M是高密度配置的模塊化I/O站，可作為主站CPU的功能和通訊擴展，輔助CPU進行數據採集和指令下發的功能。在本系統中，我們將每個生產工段各自劃分為不同的分區，除CPU主站外，分別由ET200M從站作為各區域內設備的控制中樞，負責本區域內設備按鈕信號採集和電機啟停控制。

ET200S作為小型緊湊化的分布式I/O站，具有安裝便利、較高的靈活度和設備成本低等諸多特點於一體，可提供種類豐富的模塊，具有良好的通用性。ET200S可對Profinet工業以太網進行無縫兼容，可作為拉絲區工位按鈕站的信號採集設備，並通過工業以太網反饋到主站CPU。

本系統中，菲尼克斯電氣AXL現場總線模塊主要應用在現場設備的檢測開關信號的採集，並通過工業以太網總線將信息反饋到主站CPU中，由CPU進行數據的處理和判斷。AXL總線模塊具有IP65/67的防護等級，I/O設備外型設計超級緊湊，每個模塊可採集最多16點輸入信號，或8點輸入和8點輸出信號。因此，一個模塊可採集周邊10餘台設備的開關檢測信號。AXL總線模塊還具有在線診斷功能，即總線模塊出現網絡故障或電源故障或輸入輸出信號故障時，能夠生成相應的診斷字並反饋到主站CPU，CPU可根據診斷字判斷該模塊所發生的故障類型，並根據故障類型提示維護人員該模塊是否需要檢查模塊線路或者是用新模塊更換故障模塊。