汽車焊裝車間自動化控制技術

張園林,成永興（北京汽車股份有限公司生技中心,北京　101301）

汽車焊裝車間自動化控制技術

張園林,成永興
（北京汽車股份有限公司生技中心,北京101301）

摘要：為了有效的控制汽車制造的總體成本，保證汽車焊裝控制系統的安全性，越來越多的汽車生產制造廠商已經摒棄傳統的汽車焊裝車間控制系統模式，采用更加自動化、安全化、智能化、高效化的先進控制系統，為汽車焊裝自動化控制技術領域掀起了一場小型工業革命。本文通過探討汽車焊裝車間自動化控制硬件系統和軟件系統，深入分析安全總線在汽車焊裝自動化控制中的作用，旨在把握汽車焊裝車間自動化控制系統發展方向，提高汽車焊裝技術，促進汽車制造行業持續創新，不斷進步。

關鍵詞：汽車焊接;控制系統;安全總線;硬件與軟件

隨著現代工業的不斷發展，計算機和網絡技術在各行各業得到了廣泛地應用，為工業生產自動化提供了有利的條件。汽車焊裝車間自動化控制系統作為汽車生產制造過程的重要組成部分，應該不斷完善創新，向著現代化、自動化、智能化的方向發展。

1　控制系統硬件組成和功能

汽車焊裝車間自動化控制系統根據車間的具體情況劃分為：汽車焊裝車間監控層、汽車焊裝車間控制層、汽車焊裝車間設備層三種監控模式。各層之間相對獨立，根據不同的功能要求使用不同的網絡結構，配置不同的硬件系統和軟件系統。

1.1監控層

汽車焊裝車間監控層主要包括監控管理系統服務器、ANDON系統服務器以及與生產管理相關的其他系統組成部分[1]。車間監控管理系統服務器安放在汽車焊裝車間中控室，主要用于根據總廠下達的生產計劃，安排不同的生產線按照總廠要求完成各自的生產目標，并且將各生產線最終的完成情況匯總之后，再次上傳給總廠系統。這樣總廠就可以根據車間監控管理系統上傳的數據進行整理和統計，更加科學合理的分配生產任務，有效地監控汽車生產制造的全部過程。

1.2控制層

控制層主要的構成部分是安放在汽車焊裝車間不同區域內的PLC控制系統。汽車焊裝車間監控層PLC控制系統和監控層通過工業以太網交換機進行連接[2]。不同的HM I、ROBOT、信息顯示屏幕以及其他相關設備首先連接到PLC控制系統，PLC控制系統再連接到焊裝車間內不同區域的交換機，再通過以太網光纖把不同的交換機聯結成一個車間環狀網絡，最后一起連接到焊裝車間監控系統內。

1.3設備層

設備層主要包括變頻器、無線射頻讀寫裝置以及機器人等電氣設備，它們存在于汽車焊接車間PLC控制系統中。隨著現代工業的不斷進步，國內許多汽車生產制造廠的焊裝車間都已經采用了標準現場總線系統。雖然標準現場總線已經成為工業自動化的主流技術，但實際上它并未十分成熟，還存在著一些問題，尤其是在安全控制方面。

1.4安全總線系統

由于標準總線系統存在著許多問題，所以德國西克、歐姆龍、西門子、羅克韋爾等世界知名行業龍頭企業聯手合作，開發了與標準總線系統通信協議標準不同的安全總線系統。安全總線系統在保障安全控制的前提下，極大地簡化了車間安全方面的系統工作內容。安全總線系統已經在部分國內汽車焊裝車間得以推廣使用，作為現代汽車焊裝自動化控制技術的優秀成果之一，它正在被國內越來越多的汽車生產制造廠商了解與采用[3]。

2　控制系統軟件設計

汽車焊裝車間自動化系統由硬件系統和軟件系統兩大主要部分組成，兩者相輔相成，共同發展，在汽車焊裝環節中都具有重要的地位和作用。在現今國內大多數汽車焊裝自動化系統編程方式主要有兩種：機構化編程方式和模塊化編程方式。

2.1結構化編程方式

雖然汽車焊裝線不同，但是它們的功能結構單元是統一的，根據這一重要特點，結構化編程方式應運而生。結構化編程方式提高了程序結構的統一性和可讀性，可以更加便捷的對汽車焊裝自動化控制系統進行修改和維護。

2.2模塊化編程方式

汽車焊裝車間內每條焊裝線的組成和作用各不相同，但它們之間無論是設備還是運行方式，卻有很多類似的地方。模塊化編程方式利用設備和運行方式之間存在相同變量這一特點，極大地簡化了程序編輯工作量，加強了程序的統一性，優化了程序的可讀性。模塊化編程通過用戶自定義數據類型方式，讓變量編輯進行變量定義；同時，把同樣的處理程序用PLC程序編制做成功能模塊，然后依照I/O變量的差異調用同一個功能模塊，進行編程。

3　結束語

工業的革新歸根結底在于技術的革新。近幾年來，我國家用汽車市場需求急劇加大，汽車行業的競爭也越來越激烈。汽車工業的蓬勃發展要求汽車生產廠商在汽車制造工藝上精益求精。汽車焊裝自動化控制技術的不斷提高，正是汽車制造工藝創新發展的良好體現，標志著汽車焊裝車間技術系統進入了現代化、科學化、自動化的嶄新發展時代。

參考資料：

[1]張為涵,金大勇.現場總線在裝焊生產線監控系統中的應用[J].機械設計與制造,2001(02):32-34.

[2]卞楨斌.Ethernet/IP安全以太網方案在汽車制造中的分析與應用[J].科技信息,2012(25):84.

[3]王玉真.現場總線在汽車焊裝生產線中干擾分析及防范[J].科技風,2011(06):80.