貝加萊助力汽車生產實現智能化

本刊記者/王燕平

貝加萊助力汽車生產實現智能化

本刊記者/王燕平

貝加萊工業自動化行業項目經理 楊慶委

貝加萊公司一直致力于為汽車整車及零部件制造業打造完整的自動化解決方案。近年來，在世界范圍內，伴隨著寶馬、奧迪、大眾等新工廠項目的推進，越來越多的汽車行業廠家認可并選擇貝加萊的產品和解決方案。貝加萊與汽車行業制造商的交流和合作不斷深入，并逐漸延伸至生產線集成自動化、工業機器人控制與集成、車間及整廠自動化等領域，貫穿汽車生產制造的全流程。

《自動化博覽》：汽車行業自動化市場正在發生著哪些變化，呈現出哪些特點？

楊慶委：汽車行業的自動化需求正在深度和廣度上不斷延伸。隨著“工業4.0”的興起和《中國制造2025》戰略的推出，汽車行業的自動化市場越來越呈現出智能化和信息化的特點。根據總體的趨勢判斷，未來的汽車消費將越來越多地體現出個性化和差異化。為了滿足消費者日益多樣化的需求，需要在汽車生產的柔性制造上做更多文章。智能的汽車生產線能夠更好地滿足柔性制造的需求。生產流程中的各個環節能夠快速地響應訂單變化，智能地實現柔性切換，以實現高效的柔性制造。而信息化則使得傳統的汽車制造能夠更好地利用信息技術日新月異的力量和資源，從而達到生產過程提高效率、縮短時間和降低成本的目標。

《自動化博覽》：貝加萊能夠為汽車行業提供哪些產品或者解決方案？這些產品和解決方案具有怎樣的特色？

楊慶委：作為自動化解決方案供應商，貝加萊為汽車行業客戶提供的是從工業PC、PLC控制系統、工業觸摸屏、運動控制系統到智慧工廠管理平臺、能源及狀態監控系統的完整解決方案。貝加萊的平臺是一個高度集成的開放式平臺。針對所有產品的應用開發、調試、維護和升級均在Automation Studio這個強大的開發環境中完成。而其開源的工業實時以太網POWERLINK則為設備之間的互聯提供了理想的介質。對于整廠自動化而言，貝加萊的智慧工廠管理平臺提供了用于生產數據采集的PDA、能源數據采集的EnMon、預測性維護的ConMon以及工廠設備互聯的集群管理系統，目前已經在整車和零部件制造領域得到了廣泛應用。

《自動化博覽》：當前無論是汽車產品還是汽車制造過程，智能化都已成為重要發展趨勢，貝加萊在這方面能為用戶提供哪些幫助？

楊慶委：探究汽車制造業日益智能化的趨勢，不難發現其源動力來自于日益激烈的市場競爭和不斷變化的消費需求。為了在競爭中立于不敗之地，汽車制造商需要更加智能化的生產制造來快速地響應多變的需求。貝加萊APROL智慧工廠管理平臺作為一個強大的自動化工廠管理系統，不僅提供了從生產線設備的集群控制，到生產數據的實時采集，到水暖凍電等生產要素的自動化控制，到生產線的能源管理和狀態監測的生產流程全覆蓋，還實現了與企業管理系統、生產管理系統的互聯互通。生產計劃和訂單數據的實時變化，能夠第一時間被APROL智慧工廠平臺獲取并在生產過程的自動化環節中做出響應。汽車廠家也能將智慧工廠平臺所采集的生產、能耗、設備狀態等數據加以利用，為更好地優化生產環節，降低能源消耗和提高設備可用性創造有利條件。

案例分享

貝加萊APROL過程控制系統助力奧迪工廠節能降耗

奧迪股份公司2020年的目標是將工廠二氧化碳排放量比1990年降低30%。為此，在生產和供應系統中提高能源效率特別重要。供應設備包括壓縮空氣冷卻系統、供熱管網和地區供暖系統等復雜系統。在很多情況下，這些系統會對生產產生間接的影響。

許多降低能耗的措施是基于優化的系統操作，從1997年開始，貝加萊就為奧迪公司位于因戈爾施塔特的總部，同時也是最大的生產工廠安裝了APROL過程控制系統。約1400個貝加萊系統確保超過200萬平方米的工廠的電力、煤氣、工業水、飲用水、通風和空調供應系統的正常運行并實現節能減排。

APROL系統的核心是匯聚所有信息的全局服務器，操作員站可以運行所有系統的可視化應用軟件，還能取代報警處理和進一步的數據處理。控制系統的優點是，在單個系統中可以獲得至少98%的供應技術，因此可以記錄和分析所有系統的復雜關系。除此之外，它有針對性地減少了電力需求，比如關閉不必要的設備。

對于壓縮空氣來說，按需準備壓縮空氣可以大大改善能源效率。空氣壓縮機分布超過20公里，在6bar和12bar的管網中裝有總量達95000m3和24000m3的空氣。作為APROL項目的一部分，在貝加萊PCS和PLC技術的幫助下，通過為25個空氣壓縮機安裝壓縮空氣控制器，獨立的控制器可以為每一個壓縮空氣中心執行嚴格的控制任務。主站控制器確定哪些壓縮機需要使用當前壓力和流量，并且按照規定滿足合適的壓縮空氣中心的需求。同時，根據負荷分配調節各站點的壓力水平，從而將損耗降到最小。運作中的渦輪增壓壓縮機通過連續調整設定值確保優化能源效率。該系統滿足甚至超過了奧迪最初設定的12.5%的節能目標。

另一個可以顯著改善工廠能源效率的是冷卻任務。多年來冷卻系統的規模不斷擴大，奧迪為此建立了一個全新的能源中心，將貝加萊現有的控制器產品集中于一個APROL系統中。制冷機組的制冷量約30兆瓦，并且可以根據奧迪設計的特殊控制概念按需控制。多重冗余加上其他措施確保高可用性。

貝加萊解決方案在其他方面的技術要求也一一實現，如樓宇的供暖系統、通風系統、網絡水泵和輔助系統。APROL系統配備了冗余服務器和15個操作員站，用于供暖系統的開閉環控制。為了盡量減少外部影響，貝加萊還開發了一個獨立的冗余光纖環形網絡。具有冗余功能和極高的可靠性的圖形化APROL控制終端方便系統操作人員可以完全掌控APROL控制系統。

APROL集成局域網是APROL網絡的又一優勢。所有控制和可視化技術都可以納入奧迪公司的局域網。動態分配的IP地址實現網絡數據傳輸。為了滿足辦公室和自動化應用的不同需要，IT部門事先定義了額外的邊界條件。通過奧迪公司的局域網，系統甚至可以實現交換信息。如果網絡出現問題，這一架構可以使每個系統都能持續獨立運行，確保了必需的系統有效性。隨著接口和網絡機制數量的減少，通過建立PCS網絡，能源需求也能相應保持最小化。