陳 浩 ，王恩鵬

（華晨寶馬汽車有限公司 遼寧 沈陽 110044）

總裝生產線的電氣控制系統(tǒng)

陳 浩1，王恩鵬2

（華晨寶馬汽車有限公司 遼寧 沈陽 110044）

我國的汽車行業(yè)發(fā)展非常迅速，在世界的占有量非常巨大，而汽車制造業(yè)也引進一些先進科技技術，生產線自動化水平非常高，同時運行穩(wěn)定，在汽車總裝生產線設計上，怎樣將每個工序串聯(lián)上，輸送系統(tǒng)怎樣發(fā)揮作用，整體生產線的電氣控制系統(tǒng)的研究，PLC系統(tǒng)與生產線的結合，在設計上都需要去優(yōu)化提高。

傳輸系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)；PLC系統(tǒng)

1 輸送系統(tǒng)

在汽車生產廠，總裝生產線是汽車最后的生產工序，它是將汽車零件進行總體裝配，組裝成一個完整的汽車，如圖1。

圖1 總裝生產線

輸送系統(tǒng)是總裝生產線上一個不可或缺的環(huán)節(jié)，它是完成自動化生產的必要因素，它的水平可以影響汽車總裝的自動化程度，在大批生產汽車的情況下，需要保證它的可靠性、穩(wěn)定性。

總裝生產線上的輸送系統(tǒng)是從涂裝車間完成后一直到整車下線，在整個生產線上包括車身儲存線(涂裝立體運輸庫)、內飾一線（地面滑撬運輸線）、翻轉吊具線、內飾二線（推板運輸線）、重載吊具運輸線、底盤線、車門線、ED發(fā)動機線、儀表盤線、F1尾線板鏈運輸線和F2尾線板鏈調整線。其中門線、儀表盤線、ED發(fā)動機線為輔助線。

對于輸送系統(tǒng)的硬件上需要根據(jù)生產綱領、工件重量和生產節(jié)拍進行輸送機測型號選擇，整個生產線上根據(jù)生產需要是選擇需要對汽車進行分類儲存還是需要識別、計數(shù)，這些都是需要輸送系統(tǒng)的組成要素，例如表1就是內飾一線輸送系統(tǒng)設計參數(shù)。

表1 內飾一線輸送系統(tǒng)設計參數(shù)

輸送系統(tǒng)的工藝流程為汽車完成涂裝后進入總裝車間，進入總裝車間是通過地面滑撬系統(tǒng)運輸?shù)?，這個系統(tǒng)內包含對車身升降系統(tǒng)和懸鏈定位器，車身是通過懸鏈推桿來離開裝載工位，儲存線內可以對汽車進行分配，根據(jù)總裝車間的生產情況可以將漆后車身進行停止等待，也可以直接進入車間組裝，不需要儲存車間的存儲，內飾一、翻轉吊具線、二線是完成對汽車內飾的組裝。

2 電氣控制系統(tǒng)

汽車電氣控制系統(tǒng)是由工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和PLC組成，以太網(wǎng)是屬于計算機局域網(wǎng)，是將總裝生產線現(xiàn)場自動化系統(tǒng)相連接，是起到通信的作用，現(xiàn)場總線是控制現(xiàn)場設備雙向數(shù)字通信的系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)是完成對總裝生產線的控制，控制點數(shù)非常高，完成對整個生產的自動化控制。

系統(tǒng)上可以劃分為管理層、控制層、設備層，總裝車間的網(wǎng)絡控制示意圖如圖2所示。

圖2 總裝車間管理層、控制層、設備層網(wǎng)絡控制示意圖

電氣控制系統(tǒng)中的主要設備包括西門子400系列PLC主機（416F-3PN/DP為主）、24VDC輸入、輸出模塊、以太網(wǎng)處理器、IP67輸入、輸出模塊、識別系統(tǒng)、終端顯示器、變頻器、傳感器、segment-controller、安全PFFHM31安全控制器、PN/PN coupler等。

在總裝車間電氣控制系統(tǒng)中，如：ET200S、變頻器、各種控制器等底層設備通過profinet和SCLANCE X224與PLC進行周期性地自動交換數(shù)據(jù)。而SEW系統(tǒng)也有自己的CANBUS控制系統(tǒng)通訊，由HM31動態(tài)黑馬采集現(xiàn)場翻轉吊具各種安全信號，然后通過先進的微波軌道信號傳給西門子的SCALANCE W700。然后給靜態(tài)黑馬和segment-controller?？刂频蹙叩男凶?、升降及翻轉動作。但最終也通過profinet與PLC進行數(shù)據(jù)周期性的通訊。相鄰區(qū)域PLC之間則通過PN/PN coupler控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。而整個總裝車間的通訊是由車間的工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)的。

總裝車間的電氣控制線路采用三項五線制，分別為L1、L2、L3、N、PE這五線，電壓為380V、頻率為50HZ的供電方式。

車身進入儲存線時候需要電氣控制系統(tǒng)發(fā)出占位信號，顯示有空位子，這時候電磁體通電，停止器打開，可以將車身通過，車身進去通道后，沒經過通道內感應器都需要發(fā)出信號，然后系統(tǒng)檢測信號，識別車身代碼，最終將車身運輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>

對于總裝車間的升降機控制系統(tǒng)，升降機的動作控制為啟動、低速、高速、低速、停止這幾個過程控制，控制系統(tǒng)沒兩個低速過程控制完成的動作是將車身進行起吊，而對于這個電氣控制系統(tǒng)需要添加限位條件，需要檢測小車進入升降機的條件，需要傳動開關在安全的狀態(tài)下，同時升降機內的傳感器檢測無小車占位，升降機入口的停止器已經封鎖。

3 PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)是總裝車間控制系統(tǒng)的核心，是完成對現(xiàn)場信號的采集、處理、指令輸出的系統(tǒng)，所編寫的程序需要滿足輸送工序、還要保證轉接順利。

以內飾二推板線為例，推板的運行由PLC發(fā)布命令指揮SEW的MOVIDRIVE MDX61B系列變頻器驅動電機行走。

現(xiàn)場有菲尼克斯接近傳感器、SICK光電開關及增量編碼器、絕對值編碼器等電氣元件采集推板實時數(shù)據(jù)給ET200S分站。分站通過profinet通訊反饋給PLC，構成一個完整的閉環(huán)回路。另外一些關鍵的安全區(qū)域安裝有SICK安全掃描儀，掃描儀信號最終也進入PLC。這些信號進入PLC進行計算分析后給出系統(tǒng)運行指令，提高了自動化生產的安全可靠性。

PLC系統(tǒng)與總裝生產線上的工序一樣，每個工序都需要進行編程，所以需要10個編程程序，圖3為車身儲存控制系統(tǒng)主界面。

圖3 車身儲存控制系統(tǒng)主界面

這個控制系統(tǒng)需要對各輸送線、升降機、讀寫站運行等進行控制，需要顯示設備的狀態(tài)，故障時候顯示故障代碼及系統(tǒng)交接設備的運行狀態(tài)，完成對連接工序的控制。

4 結語

我國國內自主生產的汽車，發(fā)展中由整車進口到自主研發(fā)的歷程，現(xiàn)在也具有自己獨立的先進技術，這樣就對國內生產線的輸送設備和自動控制系統(tǒng)要求嚴格，有些生產線還需要依賴國外技術，引進國外設備，這樣就需要設計人員去研發(fā)提升，將PLC技術、網(wǎng)絡技術與自動化生產線完美結合，使汽車生產線技術水平和安全技術得到提高，將我國汽車制造業(yè)跨入國際先進行列內。

[1]趙繼文.傳感器與應用電路設計.[M].北京：科技出版社，2002.

U468.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0052-02