【電氣自動(dòng)化在汽車制造主要工藝流程中的應(yīng)用研究10000字（論文）】

電氣自動(dòng)化在汽車制造主要工藝流程中的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u29406引言 引言在我國(guó)實(shí)行全面可持續(xù)發(fā)展的政策下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們生活水平日益提升，人們對(duì)精神物質(zhì)文化的需求也在不斷多樣化和個(gè)性化。企業(yè)要想獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，就需要滿足人們這些多樣化和個(gè)性化的需求，電力企業(yè)也應(yīng)如此。為了社會(huì)發(fā)展對(duì)電力需要，各大電力企業(yè)必須穩(wěn)生產(chǎn)，促發(fā)展，從目前自身的發(fā)展特點(diǎn)和行業(yè)的現(xiàn)狀出發(fā)，提高企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，將企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)行進(jìn)一步優(yōu)化。電氣工程及其自動(dòng)化就是一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的先進(jìn)技術(shù)，其可以實(shí)現(xiàn)智能化水平的提高，以及各種儀器設(shè)備的精準(zhǔn)控制，方便企業(yè)傳輸各種大容量的信息數(shù)據(jù)[1]。將這一技術(shù)應(yīng)用到電力企業(yè)中也可以產(chǎn)生意想不到的效果，比如提升電力企業(yè)的整體技術(shù)水平和管理水平，為企業(yè)健康、穩(wěn)定的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定的能源供給。但即使如此，電力企業(yè)在應(yīng)用這一技術(shù)方面依然存在一些或多或少的問(wèn)題，導(dǎo)致應(yīng)用的效果大打折扣。鑒于此，本文將分析電氣工程及其自動(dòng)化相關(guān)理論以及在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀，指出其應(yīng)用存在的問(wèn)題，并結(jié)合電力企業(yè)的實(shí)際，提出幾點(diǎn)針對(duì)性的應(yīng)用對(duì)策以及未來(lái)的應(yīng)用發(fā)展方向，為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定一定的指導(dǎo)作用。一、電氣工程及其自動(dòng)化基本內(nèi)容（一）電氣工程及其自動(dòng)化基本概念電氣工程及其自動(dòng)化是指電力二次設(shè)備功能和技術(shù)手段的創(chuàng)新。該裝置能實(shí)現(xiàn)行車過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控，大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低裝置的運(yùn)行成本，使電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠、安全[2]。電氣工程及其自動(dòng)化不僅是一種強(qiáng)大的應(yīng)用類型，而且廣泛適用于不同部門和工業(yè)企業(yè)的工作任務(wù)。技術(shù)含量比較高。在應(yīng)用的同時(shí)，可以完全解放人力資源，提高生產(chǎn)作業(yè)效率。但是，要在這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮這個(gè)作用，就需要根據(jù)各行業(yè)公司的實(shí)際情況，制定應(yīng)用方案。該技術(shù)可以提高自動(dòng)駕駛設(shè)備管理效率，更重要的是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析。電氣自動(dòng)化的一個(gè)眾所周知的重要貢獻(xiàn)是通過(guò)電子通信技術(shù)的發(fā)展，加速了網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的到來(lái)和發(fā)展。人們傳統(tǒng)的生活和工作方式發(fā)生了翻天覆地的變化，信息時(shí)代的到來(lái)讓人們的生活更加便捷。傳統(tǒng)電氣工程被認(rèn)為是創(chuàng)建電氣和電子系統(tǒng)的領(lǐng)域，而今天電氣工程幾乎涵蓋了與電子學(xué)和光子學(xué)相關(guān)的所有科學(xué)研究領(lǐng)域。電氣自動(dòng)化是電氣工程及其自動(dòng)化。各種電氣設(shè)備中的小開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)與它息息相關(guān)，甚至在航天科技領(lǐng)域也進(jìn)行了大規(guī)模的研究。它已經(jīng)開(kāi)始滲透到各個(gè)行業(yè)，無(wú)處不在。電氣自動(dòng)化的發(fā)展和應(yīng)用已成為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人民生活現(xiàn)代化的重要工具。電氣工程及其自動(dòng)化涵蓋的各種技術(shù)很復(fù)雜。通用電氣工程及其自動(dòng)化是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的。在為高科技基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)新的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，需要確保軟件、硬件是兼容的，并且需要針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行不同的適配，所以對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，技術(shù)人員需要有很強(qiáng)的專業(yè)技能。（二）電氣工程及其自動(dòng)化的特點(diǎn)電氣工程及其自動(dòng)化是電氣信息領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。它與人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟。它已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，應(yīng)用廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防教育中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。電氣工程及其自動(dòng)化不僅包括常規(guī)電力和電氣領(lǐng)域，還包括電力電子技術(shù)和信息/網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等新領(lǐng)域，因此具有強(qiáng)弱電、電機(jī)、軟件/硬件等特點(diǎn)。隨著信息化和技術(shù)對(duì)人們經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)生活的影響不斷擴(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)信息領(lǐng)域的滲透和變革也越來(lái)越廣泛和深刻。原本與信息技術(shù)相關(guān)的電力自動(dòng)化技術(shù)，與信息領(lǐng)域的結(jié)合也更加緊密，主要體現(xiàn)在電力自動(dòng)化技術(shù)中強(qiáng)電與弱電的結(jié)合。電氣工程及其自動(dòng)化的重點(diǎn)是使用新的電子設(shè)備自動(dòng)收集、處理、存儲(chǔ)和傳輸信號(hào)。它是信號(hào)采集傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，甚至是信號(hào)傳輸過(guò)程的傳輸元件，應(yīng)用廣泛。電子信息技術(shù)，即強(qiáng)電的采集和處理，與弱電的電子技術(shù)密切相關(guān)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣工程及其自動(dòng)化的一大特點(diǎn)是出現(xiàn)了微機(jī)化、電子信息化、弱控制與強(qiáng)控制相結(jié)合的微機(jī)控制系統(tǒng)，各有優(yōu)劣。電連接技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。電氣工程及其自動(dòng)化主要用于控制和收集機(jī)械和設(shè)備的數(shù)據(jù)。在電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展的初期，人們不斷地利用電子技術(shù)來(lái)提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。電子技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)激發(fā)了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。該機(jī)電復(fù)合機(jī)可完成常規(guī)機(jī)械無(wú)法完成的任務(wù)，且易于控制和操作，節(jié)省大量勞動(dòng)力，有效提高生產(chǎn)效率。大型、超大型集成電路和微機(jī)的快速發(fā)展為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)，甚至有學(xué)者提倡“機(jī)電一體化”的概念。如今，機(jī)電產(chǎn)品正在推動(dòng)行業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展。二、基本設(shè)計(jì)思路本文的設(shè)計(jì)思路如下，首先，本文先闡述電氣工程及其自動(dòng)化的基本概念，接著分析其在電力系統(tǒng)和電氣工程中的應(yīng)用，并分析這種應(yīng)用的作用，接著指出這種應(yīng)用存在的問(wèn)題，在提出相關(guān)應(yīng)用對(duì)策的基礎(chǔ)上指出這種技術(shù)在電力企業(yè)中應(yīng)用的趨勢(shì)，從而為更多的電力企業(yè)提供發(fā)展的方向指導(dǎo)作用。三、電氣自動(dòng)化在輸送線中的應(yīng)用（一）雙擺鏈?zhǔn)捷斔拖到y(tǒng)在涂裝車間，車身進(jìn)行預(yù)處理電泳過(guò)程中，車身清洗極為重要，為了達(dá)到徹底清洗車身內(nèi)外表面，并進(jìn)行基礎(chǔ)層上漆，汽車生產(chǎn)過(guò)程中普遍選用了將車身整體浸泡處理處理方法，這種情況下就需要車身進(jìn)行吊裝浸泡。圖3圖3-1雙擺鏈輸送系統(tǒng)圖3圖3-2雙擺鏈輸送系統(tǒng)接車效果3.1.1雙擺鏈圖3圖3-3雙擺鏈輸送系統(tǒng)原理圖雙擺鏈包括下列設(shè)備：1 RB–入口輥床2 PH–前推裝置3 FX–停止器4 PS–雙擺鏈在輥床上裝有下列傳感器：5 RB-B03V–關(guān)閉停止器6 RB-B04V–速度改變7 RB-B05V–停止等待前端擺桿8 RB-B06V–關(guān)閉停止器，并且將前推裝置向前移動(dòng)9 RB-B07V–停止等待后端擺桿10 RB-B08V–輥床向前占位用于停止器的傳感器：11 FX-B01V–停止器關(guān)閉12 FX-B01R–停止器打開(kāi)用于前推裝置的傳感器：13 PH-B01V–前推裝置在向前位置14 PH-B01R–前推裝置在后退位置用于雙擺鏈系統(tǒng)的傳感器：15 PS-B15V–探測(cè)到前端擺桿16 PS-B16V–探測(cè)到后端擺桿 PS-B13V–擺桿上的雪橇（停止器打開(kāi)，前推裝置返回）- PS-B14V–檢查雪橇位置- PS-B15S/E–用于檢測(cè)雪橇位置的光柵- PS-B16S/E–用于檢測(cè)雪橇位置的光柵另外在輥床的前端還裝有兩個(gè)光柵：B43V和B43R，用于檢查車身的門是否關(guān)閉了。如果門是打開(kāi)的話，那么就產(chǎn)生故障。當(dāng)RB-B08V空閑的時(shí)候，雪橇就可以傳送到雙擺鏈入口輥床上。傳送是以快速進(jìn)行的，當(dāng)雪橇碰到傳感器RB-B08V時(shí)，就停下來(lái)，等待前端的擺桿。此時(shí)入口輥床上所有的光柵都被雪橇占位（從B03V到B07V）。如果信號(hào)PS-B15V和PS-B16V同時(shí)出現(xiàn)，就說(shuō)明已經(jīng)探測(cè)到擺桿了。此時(shí)開(kāi)始最初的三個(gè)循環(huán)：? 將雪橇向前推，使它處于前端擺桿的位置，這個(gè)順序如下：- 雪橇以快速移動(dòng)- 在釋放B03V后，停止器關(guān)閉- 在釋放B04V后，速度改變到慢速- 當(dāng)B05V釋放后，輥床停止，等到前端擺桿的到位? 輥床與前端擺桿同步移動(dòng)，并且準(zhǔn)備將雪橇的后部傳送到后端擺桿上：- 當(dāng)前端擺桿激活傳感器PS-B13V時(shí)，就意味著雪橇的前端已經(jīng)傳送到擺桿上了。這個(gè)信號(hào)同樣也是輥床慢速的啟動(dòng)信號(hào)（用于同步運(yùn)動(dòng)）- 在RB-B06V被雪橇釋放的同時(shí)，停止器關(guān)閉，然后前推裝置開(kāi)始向前移動(dòng)。直到前推裝置將雪橇的后部橫梁頂?shù)酵Ｖ蛊鳛橹?，在這里，雪橇等待后端擺桿的到位- 在RB-B07V釋放之后，輥床停止，等待PS-B13V信號(hào)（從后端擺桿來(lái)）? 雪橇最后傳送到雙擺鏈系統(tǒng)- 當(dāng)后端擺桿激活PS-B13V后，就說(shuō)明雪橇已經(jīng)完全被雙擺鏈接收了。- 此時(shí)停止器打開(kāi)，前推裝置返回原位- 輥床重新以慢速啟動(dòng)運(yùn)行，直到雪橇完全離開(kāi)輥床為止（RB-B08V信號(hào)釋放）- 當(dāng)RB-B08V釋放后，輥床就準(zhǔn)備好接收下一個(gè)雪橇下一個(gè)雪橇以相同的順序進(jìn)入到雙擺鏈系統(tǒng)。每次當(dāng)PS-B14V被擺桿激活的時(shí)候，系統(tǒng)就檢查從光柵PS-B15S/E和PS-B16S/E來(lái)的信號(hào)，這是雪橇位置的檢查。在這個(gè)時(shí)候雪橇應(yīng)該處于這兩個(gè)光柵的當(dāng)中。如果它們中的一個(gè)被雪橇切斷，那么就產(chǎn)生故障。（二）輥床式輸送系統(tǒng)分散式PLC-輸入/輸出系統(tǒng)選用分散式系統(tǒng)的原因在于系統(tǒng)安裝范圍相對(duì)較大。每個(gè)主要功能組都配置一個(gè)控制臺(tái)和控制柜，由兩個(gè)主要控制面板控制(一個(gè)控制電源供應(yīng),另一個(gè)控制CPU)，具體情況見(jiàn)下圖。圖3-圖3-5分布式PLC每個(gè)控制臺(tái)和控制面板包括一個(gè)遠(yuǎn)程bus終端和遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊，通過(guò)Interbus連接（除了中央CPU控制面板）功能組由其相應(yīng)的區(qū)域控制臺(tái)控制，升降機(jī)和注蠟軌道比較特殊，其相應(yīng)的控制臺(tái)配有Sütron顯示終端，通過(guò)Interbus連接到CPU。其他三個(gè)控制臺(tái)通過(guò)傳統(tǒng)的按鈕和指示燈做出必要的動(dòng)作。圖3-6圖3-6總線結(jié)構(gòu)在所有輸送線上，使用雪橇運(yùn)送產(chǎn)品車，產(chǎn)品車的信息數(shù)據(jù)，則由MOBY-I系統(tǒng)來(lái)傳輸。MOBY-I系統(tǒng)用來(lái)將實(shí)際的車身數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到安裝在油漆雪橇上的存儲(chǔ)塊（MDS）上，通過(guò)每一個(gè)讀寫站（R/W站）我們可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。根據(jù)這些數(shù)據(jù)的值，PLC就可以確定雪橇的傳送方向。在每一個(gè)R/W讀寫站上讀取所有的實(shí)際數(shù)據(jù)，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)都傳遞到EMOS系統(tǒng)。MOBY-I硬件系統(tǒng)包括下列元件：ASM400卡，位于PLC的一個(gè)插槽內(nèi)（控制柜內(nèi)）。每一個(gè)ASM卡最大擁有四個(gè)信道（每一個(gè)信道用于一個(gè)讀寫站）。每一個(gè)信道需要一個(gè)子模（插在ASM卡的插槽內(nèi)）。ASM卡同樣也配備有一個(gè)端口（在卡的頂部）用于手持式監(jiān)控器STG-4的連接。每一個(gè)ASM卡要求16位的輸入/輸出編址。第一個(gè)可能的I/O地址是128，那么接下來(lái)就是144,160,以此類推。在我們的系統(tǒng)中使用地址128作為啟始地址，如果使用了第二塊卡，那么它的啟始地址是144。地址的設(shè)定必須通過(guò)位于ASM卡內(nèi)部的DIP開(kāi)關(guān)S3來(lái)完成。CM422-R/W讀寫站信道子模。在前端面板上有一個(gè)用于與R/W讀寫站通訊的端口，在端口上方有三個(gè)LED狀態(tài)指示燈。紅色LED(左側(cè))用于R/W讀寫站故障指示–在正常工作狀況下它應(yīng)該不亮。如果有故障（紅色LED閃爍），那么就需要硬件復(fù)位–將PLC的電源關(guān)閉，然后重新啟動(dòng)。橘黃色LED(中間)指示與R/W讀寫站的通訊狀態(tài)。在正常狀況下它應(yīng)該永遠(yuǎn)是亮的，與R/W讀寫站上是否有MDS存儲(chǔ)塊無(wú)關(guān)。綠色LED指示R/W讀寫站上有MDS存在。所以它也是R/W讀寫站是否被雪橇占位的硬件確認(rèn)（數(shù)據(jù)MDS存儲(chǔ)塊）。在這種情況下就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。讀寫站安裝在控制柜的外部，通常位于需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作的設(shè)備上。R/W讀寫站通過(guò)電纜以適當(dāng)?shù)男诺肋B接道ASM卡上。在MDS存儲(chǔ)塊內(nèi)保存有相對(duì)于雪橇以及車身的所有重要的數(shù)據(jù)。MDS存儲(chǔ)塊只有在到達(dá)R/W讀寫站（ASM卡上綠色LED亮）的時(shí)候才可能與控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊。然后才有可能進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。1普通輥床兩個(gè)輥床之間的雪橇傳輸?shù)母拍睿ㄟB鎖）圖3圖3-7普通輥床運(yùn)行原理兩個(gè)輥床之間的雪橇傳輸?shù)臓顟B(tài)通過(guò)輸送控制面板上顯示。SVFASVFASVFESVUASVUESVAASVAESVSESVSASRFASRFESRUASRUESRAASRAESRSESRSARB1:RB2:SVFASVFESVUASVUESVAASVAESVSESVSASRFASRFESRUASRUESRAASRAESRSESRSA圖3圖3-8普通輥床之間信號(hào)交互在RB2輥床空位，并且沒(méi)有故障的情況下，就向RB1發(fā)送一個(gè)信號(hào)?SVFA“–允許傳送，表示RB1上的雪橇可以傳送到RB2上。當(dāng)RB1接收到SVFA信號(hào)，并且有雪橇占位在接近開(kāi)關(guān)RB1-B01V上，就向RB2發(fā)送一個(gè)信號(hào)?SVAA“–傳送請(qǐng)求，用以初始化兩個(gè)輥床的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)信號(hào)一直保存著，直到雪橇從RB1傳送到RB2的過(guò)程完全結(jié)束（如果由于故障或手動(dòng)的原因而使傳送中止，這個(gè)SVAA信號(hào)仍然保持1）。另外RB1向RB2發(fā)送一個(gè)信號(hào)?SVSA“–運(yùn)行不中斷(與SVAA一起發(fā)送)，用于指示由于RB1的故障而引起的傳送停止。如果RB1有故障，那么信號(hào)SVSA置0，從而命令RB2停止。當(dāng)故障消除之后，信號(hào)SVSA返回到值1，傳送繼續(xù)進(jìn)行（因?yàn)榇藭r(shí)傳送請(qǐng)求信號(hào)SVAA仍然置1）。最后當(dāng)雪橇到達(dá)RB2的接近開(kāi)關(guān)B01V的時(shí)候，輥床RB2向RB1發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)說(shuō)明傳送完成，并且將RB1的傳送請(qǐng)求信號(hào)SVAA以及運(yùn)行不中斷信號(hào)SVSA復(fù)位，這是一個(gè)短信號(hào)?SVUA“–傳送完成；與此同時(shí)，在RB2上的允許傳送信號(hào)SVFA也取消。2.擺渡式輥床圖3-圖3-9擺渡式輥床運(yùn)行原理每一個(gè)兩位的擺渡小車都配備有如下的接近開(kāi)關(guān)：RB-B01V–輥床向前占位RB-B01R–輥床向后占位TC-B01–擺渡小車到位TC-B03R–擺渡小車到返回位置的速度改變TC-B03V–擺渡小車到前進(jìn)位置的速度改變TC-B11–間隔控制擺渡小車只有在完全占位，或者完全空位的情況下才能運(yùn)動(dòng)（B01V和B01R同時(shí)占位或同時(shí)空位）。擺渡小車是否到達(dá)后退位置R是通過(guò)B01和B03R的組合來(lái)確定的；而是否到達(dá)前進(jìn)位置V則是通過(guò)B01與B03V的組合來(lái)確定的。當(dāng)擺渡小車到達(dá)后退位置R或進(jìn)位置V時(shí)，就停止移動(dòng)。當(dāng)擺渡小車在向前運(yùn)動(dòng)的期間探測(cè)到B03V時(shí)，就從快速變換到慢速；當(dāng)擺渡小車在向后運(yùn)動(dòng)的期間探測(cè)到B03R時(shí)，同樣也從速變換到慢速。間隔控制傳感器的作用是，當(dāng)雪橇到達(dá)擺渡小車區(qū)域（TC-B11占位），但同時(shí)擺渡小車沒(méi)有到達(dá)正確位置，或者擺渡小車上還有雪橇占位，那么就產(chǎn)生一個(gè)故障。3.升降機(jī)升降機(jī)的功能與擺渡小車的功能基本相似，它的停止與速度改變跟擺渡小車的規(guī)則相同。開(kāi)關(guān)條的配置與擺渡小車的基本相同，另外還有兩個(gè)負(fù)責(zé)安全的限位開(kāi)關(guān)S09V（頂部限位開(kāi)關(guān)）和S09R（底部限位開(kāi)關(guān)）。每個(gè)升降機(jī)都配備有兩個(gè)安全鎖緊栓用于設(shè)備維護(hù)時(shí)的使用。兩個(gè)鎖緊栓有單獨(dú)的限位開(kāi)關(guān)（S06V和S06R）控制，起急停的作用。如果這兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的任何一個(gè)被激活，那么整個(gè)升降機(jī)的控制電壓就關(guān)閉。在升降機(jī)上還裝有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)S07V，防止皮帶斷裂。圖3圖3-10升降式輥床運(yùn)行原理為了保證在雪橇的傳送期間升降機(jī)保持正確的水平位置，我們使用一個(gè)鎖緊裝置FD來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。在雪橇傳送期間，鎖緊裝置必須關(guān)閉（FD-B01V激活），在升降機(jī)進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)期間，鎖緊裝置必須打開(kāi)（FD-B01R激活）（三）普通鏈?zhǔn)捷斔拖到y(tǒng)圖3圖3-11鏈條式輥床運(yùn)行原理1 RB1-B01V–向前占位2 RB2-B11–底部位置間隔控制3 RB2-B01V–先前占位4 RB2-B12–頂部位置間隔控制5 RB3-B01V–向前占位6 OC-S07V–左側(cè)鏈條監(jiān)控7 OC-S07R–右側(cè)鏈條監(jiān)控8 OC-B04–脈沖傳感器雪橇傳送到烘房?jī)?nèi)的步驟如下：如果入口卷簾門打開(kāi)，并且烘房溫度正常，站在RB1-B01V上的雪橇就允許進(jìn)入到烘房區(qū)域—進(jìn)入到烘房升降機(jī)帶雪橇的升降機(jī)停在底部位置，等待前一個(gè)雪橇進(jìn)入烘房（在烘房?jī)?nèi)車身之間必須有一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g距），即等待一個(gè)允許進(jìn)入的信號(hào)。等到升降機(jī)得到允許信號(hào)之后（這意味著這個(gè)雪橇與前面一個(gè)雪橇之間已經(jīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g距了），它就開(kāi)始上升到頂部位置，然后馬上將雪橇傳送到短的入口輥床RB3上（快速）。在這個(gè)時(shí)候，前面一個(gè)雪橇必須已經(jīng)離開(kāi)RB3了。當(dāng)雪橇的前端到達(dá)RB3-B01V時(shí)，它的后端應(yīng)該已經(jīng)離開(kāi)了RB3的滾子。然后它就可以從快速改變到慢速，同時(shí)脈沖計(jì)數(shù)器啟動(dòng)（計(jì)數(shù)OC-B04的脈沖）當(dāng)雪橇離開(kāi)RB2-B12（間隔控制）時(shí)，升降機(jī)立即下降去接收下面的雪橇。當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值后（指烘房?jī)?nèi)雪橇之間的安全距離），就允許升降機(jī)將下一個(gè)雪橇傳送到烘房?jī)?nèi)。

四、電氣自動(dòng)化在汽車制造主要工藝流程中的應(yīng)用（一）高壓電泳系統(tǒng)油漆粒子的分子是不溶于水的，油漆粒子與含有酸的水進(jìn)行混合后，油漆分子可進(jìn)行分解，分解為樹(shù)脂離子與酸離子，通常使用的酸是乙酸、甲酸和乳酸。酸和氨基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，形成帶電的樹(shù)脂離子，當(dāng)加上一個(gè)直流電壓，分離出來(lái)的帶正電的樹(shù)脂離子就會(huì)向負(fù)極（陰極）進(jìn)行漂移，帶負(fù)電的酸離子就會(huì)向正極（陽(yáng)極）漂移，在陰極（即產(chǎn)品），樹(shù)脂離子與來(lái)自水電解的堿性層（即氫氧根）相遇，然后氫氧根將樹(shù)脂離子還原為樹(shù)脂分子，并產(chǎn)生水，酸根和氫離子則結(jié)合為自由酸，為了維持槽液的正常結(jié)構(gòu)，自由酸需通過(guò)陽(yáng)極液系統(tǒng)來(lái)帶走。圖4-1圖4-1高壓電泳整流單元圖4-2圖4-2 粒子反應(yīng)原理為了確保底漆與面漆的良好質(zhì)量與品質(zhì)，電泳工藝不可或缺。電泳的供電采用三相交流50HZ交流電通過(guò)晶閘管橋式整流而來(lái)，電壓大約采用450VDC，或300-1000A電流。三相變壓器對(duì)輸入三相交流電與整流晶閘管部分進(jìn)行隔離，同時(shí)傳輸線電壓到所需的晶閘管。對(duì)應(yīng)的晶閘管提供正確的直流輸出電壓。為了晶閘管在運(yùn)行時(shí)達(dá)到較好的功率因素，在部分設(shè)計(jì)變壓器的電壓抽頭時(shí)，二次側(cè)為額定電壓的80%和60%。圖4-2圖4-2 電泳站結(jié)構(gòu)（二）PVC自動(dòng)涂膠系統(tǒng)圖4-3圖4-3 KUKAKRC4機(jī)械手采用最新的KUKAC4機(jī)器人進(jìn)行控制，如圖2.3所示，KUKA機(jī)器人由控制系統(tǒng)（控制柜KRC4）、機(jī)械手（機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)）和手持編程器（庫(kù)卡SmartPAD）三部分組成。較上一代C2機(jī)器人系統(tǒng)，作了很多的優(yōu)化和改進(jìn)：電氣部件：手持式編程器采用觸摸屏控制，操作更友好；部件集成度提高，原伺服電機(jī)的控制器只能控制一個(gè)電機(jī)，該系統(tǒng)的控制器可以控制三個(gè)電機(jī)；機(jī)器人位置信息新增了存儲(chǔ)卡，可以單獨(dú)進(jìn)行更換，避免更換整改控制板等。機(jī)械部件：5、6軸手臂的皮帶控制改為了齒輪箱，使得運(yùn)動(dòng)位置更為精確可靠。圖4-4 ISRA攝像系統(tǒng)ISRA攝像系統(tǒng)：圖4-4 ISRA攝像系統(tǒng)ISRACAPMES攝像系統(tǒng)是一個(gè)用于對(duì)車身進(jìn)行3D形位測(cè)量的系統(tǒng)，測(cè)量原理見(jiàn)圖2.4所示，用于補(bǔ)償車身偏差帶來(lái)的軌跡偏移。在測(cè)量時(shí)，至少使用四個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器帶一個(gè)相機(jī)，用于從不同的方向?qū)嚿磉M(jìn)行觀察。系統(tǒng)將相機(jī)提供的圖像中分別識(shí)別出車身上的一個(gè)或多個(gè)事先試教的測(cè)量特征（孔或者兩條邊線的交點(diǎn)），并由此計(jì)算出車身位置結(jié)果。攝像系統(tǒng)測(cè)量車身與零位車身的相對(duì)位置偏差，將偏差數(shù)據(jù)與零位車身的坐標(biāo)進(jìn)行矩陣計(jì)算，得出測(cè)量車身的坐標(biāo)值，見(jiàn)圖2.5所示，通過(guò)通訊將測(cè)量結(jié)果反饋給KUKA機(jī)器人，修正機(jī)器人的Base坐標(biāo)，避免車身誤差對(duì)機(jī)器人噴涂軌跡的影響。機(jī)器人站總線框架分析圖4-5 圖4-5 機(jī)器人站總線框架BeckoffR11A01PLCHMI噴槍電磁閥ISRA各軸運(yùn)動(dòng)MOBY機(jī)器人站PLC、ISRA、BECKHOFF、機(jī)器人、MOBY間形成復(fù)雜的通訊網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)之間相互傳遞，如圖3.1所示，具體如下：Kuka作為PLC從站通過(guò)Profinet網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)軌跡及ISRA數(shù)據(jù)、安全聯(lián)鎖等I/O信號(hào)交互（綠色線）;Kuka作為Beckoff從站通過(guò)EthCAT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)噴槍打開(kāi)及配方等信號(hào)交互。（黃色線）Kuka作為主站通過(guò)KCB總線實(shí)現(xiàn)各軸的信號(hào)交互。（紫色線）Kuka和Beckhoff間通過(guò)Profinet通訊，只有一根網(wǎng)線。運(yùn)動(dòng)控制PLCPLCHMIISRA各軸運(yùn)動(dòng)MOBY圖4-6 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制KUKA機(jī)器人根據(jù)不同車型調(diào)用不同軌跡程序，進(jìn)行各軸運(yùn)動(dòng)控制PLC根據(jù)吊架MOBY載體的車型轉(zhuǎn)化為ISRA攝像ID號(hào)發(fā)送給ISRA；ISRA根據(jù)ID號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并測(cè)量，將測(cè)量偏差及車型OK結(jié)果返回PLC；PLC根據(jù)車型調(diào)用機(jī)器人程序號(hào)，并將程序號(hào)及ISRA偏差發(fā)給機(jī)器人；KUKA根據(jù)偏差及程序號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制并將實(shí)際運(yùn)行的程序號(hào)等信息發(fā)送給PLC。機(jī)器人內(nèi)部總線及硬件組態(tài)機(jī)器人內(nèi)部控制總線，通過(guò)KCB實(shí)現(xiàn)的。該總線將主機(jī)與CIB（主柜箱接口板）、KPP（電源模塊）、KSP（驅(qū)動(dòng)模塊）、EMD等串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。KUKA機(jī)器人硬件組態(tài)及下載通過(guò)“WORKVISUAL”軟件實(shí)現(xiàn)。圖4-7圖4-7 機(jī)器人自體信號(hào)交互機(jī)器人與PLC之間實(shí)現(xiàn)通訊及數(shù)據(jù)交換，必須分別對(duì)機(jī)器人硬件組態(tài)及PLC硬件組態(tài)進(jìn)行正確的設(shè)置，同時(shí)在程序上進(jìn)行編寫。下面介紹KUKA機(jī)器人、PLC及BECKHOFF供膠系統(tǒng)相關(guān)設(shè)置過(guò)程。KUKA機(jī)器人硬件組態(tài)中PLC設(shè)置通過(guò)KUKA“WORKVISUAL”軟件對(duì)機(jī)器人PROFINET內(nèi)進(jìn)行組態(tài)配置。通過(guò)Profinet輸入輸出點(diǎn)配置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本身的輸入輸出點(diǎn)與PLC的輸入輸出點(diǎn)通訊。PLC組態(tài)中KUKA機(jī)器人設(shè)置在PLC組態(tài)中配置KUKA機(jī)器人的輸入輸出點(diǎn)，于KUKA機(jī)器人“WORKVISUAL”軟件的配置是對(duì)應(yīng)的。圖4-9 圖4-9 機(jī)器人在PLC中的組態(tài)方式4.2.3機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)程序框架介紹大眾標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人目錄分為三部分（1）Folgen（主程序）：用于存放CELL程序（回原位程序）和各個(gè)車型的主程序文件。（2）Makros（工藝程序）：存放一些工藝程序，在GAD噴涂站，存放了“調(diào)用配方”，“機(jī)器人互鎖區(qū)打開(kāi)”，“機(jī)器人互鎖區(qū)關(guān)閉”。（3）UPs（子程序）：用于存放分段軌跡的程序，視需要而定。一般我們把一片區(qū)域的噴涂軌跡定義為一個(gè)子程序，方便以后的修改優(yōu)化。圖4-10 圖4-10 機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)主程序工藝程序子程序PLC調(diào)用機(jī)器人程序（1）System配置內(nèi)定義E1-E8的二進(jìn)制編碼傳遞給選擇車型變量“PRG_NR”圖4-11 圖4-11 機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)定義輸入E1到E8為PRG_NRSystem配置（2）將PRGNR賦值給PGNO，再利用“SWITCHCASE”循環(huán)語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)主程序的調(diào)用。噴槍開(kāi)關(guān)槍標(biāo)準(zhǔn)程序A1521在主程序第一句打開(kāi)。而選槍和開(kāi)槍則需要在編寫軌跡時(shí)頻繁調(diào)用。選擇選擇45°噴槍取消選擇45°噴槍噴槍打開(kāi)噴槍關(guān)閉圖4-1圖4-12 機(jī)器人開(kāi)關(guān)槍程序調(diào)用4）機(jī)器人噴涂配方調(diào)用如表所示，A1505到A1520二進(jìn)制編碼組成不同配方。例如調(diào)用配方10，10=QUOTE＋QUOTE，因此A1506=1，A1508=1，其余參數(shù)等于零。圖4-13圖4-13 機(jī)器人配方編碼Makro1到5分別為打開(kāi)配方1到5。如圖3.11，MAKRO2的程序，A1506=1，其他為05）機(jī)器人安全互鎖在軌跡調(diào)試過(guò)程，安全互鎖區(qū)的增加時(shí)十分重要的，不然會(huì)造成兩臺(tái)機(jī)器人之間的碰撞事故。GAD13GAD13GAD12GAD11GAD14車身碰撞區(qū)域圖4-13 機(jī)器人互鎖區(qū)域定義在GAD機(jī)器人站，有四臺(tái)機(jī)器人，單臺(tái)機(jī)器人要考慮和其他三臺(tái)機(jī)器人碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，需要建立安全互鎖區(qū)。（1）安全互鎖激活：以GAD11#和GAD12#互鎖信號(hào)為例，如圖所示：若GAD11#進(jìn)入“碰撞區(qū)域”，需要調(diào)用Makro201，互鎖機(jī)器人A82請(qǐng)求打開(kāi)，然后等待互鎖結(jié)束E42。當(dāng)GAD12#在當(dāng)前區(qū)域時(shí)，則GAD12#的A42=0，那么傳遞給GAD11#的E42=0，此時(shí)不允許GAD11#進(jìn)入該區(qū)域，機(jī)器人在此位置等待，直到GAD12#離開(kāi)碰撞區(qū)域后，GAD12#的A42=1，從而GAD11#的E42=1，GAD11#進(jìn)入該碰撞區(qū)域，GAD11#的A42=0，GAD12#此時(shí)不允許進(jìn)入該區(qū)域。圖4-14圖4-14 機(jī)器人互鎖區(qū)域信號(hào)激活狀態(tài)安全互鎖激活安全互鎖關(guān)閉（2）安全互鎖關(guān)閉：當(dāng)GAD11#離開(kāi)互鎖該區(qū)域后，調(diào)用Makro202，使得A42等于1，此時(shí)GAD12#E42等于1，允許GAD12#進(jìn)入互鎖區(qū)域。表3.4顯示了GAD11#及GAD12#的互鎖信號(hào)。圖4-15 圖4-15 機(jī)器人互鎖區(qū)域信號(hào)關(guān)閉狀態(tài)6）ISRA數(shù)據(jù)傳遞（1）ISRA測(cè)量X、Y、Z、A、B、C結(jié)果轉(zhuǎn)化實(shí)數(shù)；（2）判斷測(cè)量結(jié)果正負(fù)數(shù)及/100；（3）偏差坐標(biāo)+原始坐標(biāo)結(jié)果賦予MY_BASE；PLCISRAPLCISRA（三）BeckHoff供膠控制機(jī)器人根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)送噴槍打開(kāi)信號(hào)及配方Beckoff；在Intouch上噴槍使能通過(guò)PLC發(fā)送給Beckoff；Beckoff邏輯運(yùn)算后發(fā)出打開(kāi)指令通過(guò)EthCAT網(wǎng)絡(luò)輸出給A01數(shù)字輸出模塊、控制噴槍電磁閥打開(kāi)和關(guān)閉;Beckoff將噴槍的狀態(tài)通過(guò)Profinet網(wǎng)絡(luò)發(fā)給PLC;PLC將狀態(tài)通過(guò)Profinet通訊顯示在Intouch上。圖4-17圖4-17 涂膠系統(tǒng)控制過(guò)程GAD機(jī)械手噴涂膠條的配方為例（FP控制器部分，料進(jìn)口壓力50Bar）Beckoff根據(jù)比例閥校準(zhǔn)曲線：50bar對(duì)應(yīng)二進(jìn)制4000通過(guò)模擬量輸出模塊發(fā)送給比例閥，根據(jù)壓力傳感器輸入反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)。

五、汽車生產(chǎn)中“綠色工廠”的升級(jí)展望（一）RTO的應(yīng)用圖圖5-1 RTO廢氣處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1、風(fēng)閥；2、檢測(cè)元件；3、過(guò)濾室體；4、轉(zhuǎn)輪；5、排風(fēng)機(jī)；6、燃燒器；7、換熱箱；8廢氣引風(fēng)機(jī)。青色管路為噴漆室廢氣；紫色管路為潔凈空氣；紅色管路為高濃度廢氣；綠色為脫附空氣管路；藍(lán)色為除濕空氣管路。噴漆室經(jīng)A點(diǎn)引入廢氣處理系統(tǒng)。廢氣先經(jīng)過(guò)過(guò)濾室體過(guò)濾漆霧中的顆粒物，然后被引入轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)分為兩天路線：1、大部分廢氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪處理后，變?yōu)闈崈艨諝?，通過(guò)EF排風(fēng)機(jī)直接排向室外；2、部分廢氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪處理后，被送入換熱裝置加熱至200℃-210℃的脫附溫度后，送入轉(zhuǎn)輪的脫附側(cè)對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行脫附處理。轉(zhuǎn)輪脫附出的高濃度廢氣經(jīng)SF廢氣引風(fēng)機(jī)送入TNV燃燒器進(jìn)行燃燒處理。經(jīng)TNV燃燒后的潔凈空氣送入換熱裝置對(duì)脫附空氣進(jìn)行加熱，然后排往室外。圖5圖5-2 RTO廢氣處理原理圖（二）AGV電動(dòng)小車的應(yīng)用是利用電磁或光學(xué)或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，GPS等裝置自動(dòng)導(dǎo)引，會(huì)按照規(guī)定的設(shè)計(jì)路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來(lái)源。AGV小車的出現(xiàn)，替代了原來(lái)依靠鏟車工，搬運(yùn)工等搬運(yùn)零件的方式。AGV小車的導(dǎo)航方式：1.電磁式：通過(guò)在地面以下設(shè)置低頻的引導(dǎo)電纜形成電磁場(chǎng)，通過(guò)車身及關(guān)鍵路徑點(diǎn)設(shè)置的電磁傳感裝置，來(lái)引導(dǎo)AGV小車的運(yùn)行。2.激光式：利用在地面上鋪設(shè)的激光識(shí)別標(biāo)志，激光掃描器掃描其經(jīng)過(guò)的識(shí)別標(biāo)志，識(shí)別運(yùn)行方向。3.GPS式，利用GPS定位，提前輸入運(yùn)行方向坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)AGV小車自動(dòng)計(jì)算運(yùn)行路徑。AGV的特點(diǎn)：圖5-3 AGV小車運(yùn)行路線圖小車站點(diǎn)站點(diǎn)柔性好，自動(dòng)化程度高和智能化水平高，AGV的行駛路徑可以根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變，并且運(yùn)行路徑改變的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和剛性的傳送線相比非常低廉。AGV一般配備有裝卸機(jī)構(gòu)，可以與其他物流設(shè)備自