基于PAC控制器的涂裝車間機運自動化

陳允剛

（包頭職業技術學院,內蒙古 包頭 014035）

0 引言

在工業高速發展的今天，為提高生產制造的節拍，保證生產線各環節的協調與合理利用，同時也減少人力成本，打造現代化生產線已成為當務之急。本文以北奔重卡涂裝車間機運為例，講述如何以PAC為核心，實現機運自動化以及需要注意的要點。

PAC是控制引擎的集中，涵蓋PLC用戶的多種需要，以及制造業廠商對信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴大的控制能力，以及PC-based控制中基于對象的、開放數據格式和網絡連接等功能。從PAC的定義可以看出PAC具各的特性，可以完成復雜的功能，并且系統的硬件和軟件無縫集成，提高了控制系統的性能。而要完成這些功能，PLC需要額外的擴展卡才能完成。

1 傳統涂裝工藝和系統

1.1 傳統涂裝工藝

涂裝機運始于焊裝出口，途徑電泳、烘干，烘干之后更換吊具，打密封膠，再換回滑撬運輸進入面漆、打蠟等工藝，其中各個工藝環節設立外觀檢查與返修循環，最后換撬進入總裝結束,其涂裝工藝如圖1所示：

圖1 汽車涂裝工藝流程

1.2 油漆車間中控室中央控制系統

油漆車間中控室中央控制系統的控制對象，主要由兩大部分組成：油漆工藝控制系統和輸送控制系統。

1.2.1 油漆工藝控制系統

油漆工藝控制系統主要是圍繞汽車涂裝生產中各部分工藝過程，對其設備按照相應工藝要求進行控制和檢測。油漆工藝車間汽車涂裝工藝過程主要有預處理、電泳、密封、底漆和面漆等。油漆工藝控制系統要根據每一項工藝過程的具體工藝要求，通過控制裝置PLC控制相應工藝設備和環境設備，例如：預處理和電泳工藝過程中的各種浸槽和噴淋設備，密封、底漆和面漆工藝過程中的噴膠或噴漆房設備和烘房設備，及各個工藝過程中控制溫度、濕度、壓力和風速的環境設備。油漆工藝控制系統主要目的是使各個工藝設備和環境設備按照工藝要求正常運行，以保證汽車涂裝質量。

1.2.2 輸送控制系統

輸送控制系統主要控制油漆車間的輸送鏈和升降運輸系統。它貫穿著油漆車間的汽車涂裝生產的全過程，即在輸送鏈和升降機的輸送作用下，使轎車白車身以一定的節拍，按照涂裝工藝順序，依次通過汽車涂裝各個工藝設備和環境設備，完成相應涂裝加工工藝。輸送控制系統要通過控制裝置PLC，控制分布在整個油漆車間的各段輸送鏈和升降機運行。輸送控制系統一方面要完成轎車白車輸送、轉掛和儲存任務，另一方面還要按汽車涂裝各部分工藝要求，對輸送的車身還必須要在程序的控制下，實現升降、變節距、變速、擺動和傾斜等動作，從而保證油漆車間連續自動化生產。

2 現在油漆車間中控室中央控制系統的主要缺陷

要保證整個系統的安全性，首先在各個工藝鏈的出入口設置急停按鈕盒，面漆工藝段因為易燃、易爆而采用防爆隔離柵代替普通傳感器；其次，除了在硬件上安裝極限開關之外，還在底層通過編寫聯鎖程序，防止操作人員在設備處于非安全狀態時誤操作。

機運系統與工藝機器人的車型信息交互、存儲區車型的排序、返修區域的自動路徑選擇，將是實現自動化的難點。

3 解決方法

為了合理分配各個控制系統的負荷，同時也使整個系統結構清晰、維護方便，本方案系統電力與網絡采用樹狀結構設計。

為了合理分配各個控制系統的負荷，同時也使整個系統結構清晰、維護方便，本方案系統電力與網絡采用樹狀結構設計:

該方案將整個系統劃分為若干個區域，每個區域有一個MCP（主控制柜），各配備一臺可編程控制器，MCP（主控制柜）再通過光纖網絡連接到本區域的各個RCP（分控制柜），保證了網絡的穩定性，也就是整條生產線的穩定性，最終通過光纖交換機轉為以太網連接到變頻器、遠程IO等設備，同時各種電氣設備包括馬達過載保護開關、繼電器、接觸器等也安裝在每個MCP或者RCP內。

選用CoontrolLogix L65 PAC 可編程運動控制器來進行控制，因其集成了集成架構的優點，即將不同的控制要求（順序控制，過程控制，運動控制，傳動控制）集成于一個統一的控制平臺。三種網絡無縫連接（以太網，控制網，器件網），它采用RSLogix5000軟件進行配置，編程和監控。運動控制功能已經嵌入到RSLogix5000編程軟件和控制器中。通過安裝在生產線的傳感器來確定臺車的位置，記錄臺車的車型信息，并根據輸送情況實時推送車型信息的記錄，同時為了防止推送出現誤差，還在關鍵工位設立RFID讀寫站，將車型信息通過讀寫頭寫入裝置在臺車上的RFID載碼體內。在機面漆工藝段，再從RFID讀取準確的車型信息遞交給機器人。

4 結論

本系統可根據需要合理的設置維修間個數，每個維修間設立一個按鈕盒反饋該維修間是否作業完畢，同時檢查站設置按鈕盒，操作人員通過選擇按鈕來記錄車架的良莠。利用RSLogix編程的靈活性，實現了自動根據車型，檢查站打分情況，存儲區在路徑上的車輛狀況，自動有序地選擇路徑，到達相應的返修間。從而大大的提高了控制的精度和穩定性，為涂裝車間的高效精密生產作出了應有的貢獻。

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