溫潤根

摘 要：隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展，新型的管理理念、生產(chǎn)工藝等如同雨后春筍般浮現(xiàn)，在我國汽車工業(yè)領域發(fā)揮著巨大作用。同時，也為我國汽車制造生產(chǎn)中自動化水平的提升提供了極大動力，使汽車生產(chǎn)全過程變得更加穩(wěn)定與安全，使我國開始進入世界汽車制造大國的隊伍當中?；诖耍疚膶斔拖到y(tǒng)的主要設備與流程進行分析，并對自動化控制系統(tǒng)的構成加以闡述。

關鍵詞：汽車總裝生產(chǎn)線；自動輸送控制；自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.053

0 引言

現(xiàn)階段，輸送機的誕生為汽車制造業(yè)帶來新的生機與活力，在類型上通常分為滑撬式、積放式與平板式幾種形式。為了使我國汽車品牌質(zhì)量得到顯著提升，生產(chǎn)成本得到有效降低，需要在汽車生產(chǎn)輸送系統(tǒng)中引入自動化控制技術，進而構成一個較為先進、高效的現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線。因此，PLC、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡系統(tǒng)等得到了十分廣泛的應用。

1 汽車的構造與功能

一般情況下，大部分類型的電氣與機械產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中都十分注重裝配環(huán)節(jié)，裝配過程中主要是進行檢測與機械調(diào)整工作，保障各個零件都能夠良好的組成起來構成一個有機整體，使其自身的作用得到充分發(fā)揮。而總裝則是按照相關的規(guī)定標準，將不同類型的零部件整合成一個整體，也可以說將各個零部件都安置到相應的位置，進而完成整體組裝的過程。

汽車作為一個工業(yè)制成品，具有較強的復雜性，在構造上應用到的主要設備為：車身、底盤、發(fā)動機、電器設備等。在底盤的下方還具有幾個系統(tǒng)，分別為轉向、行駛、制動、操縱與傳動等，如若在較為大型的制造廠中，上述設備則通常分別源自較為獨立的廠地，然后將其送入到一個總的裝配車間中進行組合工作。根據(jù)相關統(tǒng)計可知，中型卡車中的微小零件種類為500余種，數(shù)量約為2000件，正常型號的小轎車在制造中也十分精密，由于各項電器設備得到了不斷的完善，使其在零件總量的應用上甚至超過了卡車配件，由此可見，在汽車總裝方面具有較大的復雜性[1]。

2 自動輸送系統(tǒng)的主要設備與流程

2.1 主要設備

在自動輸送系統(tǒng)中，主要包括車身存儲線、內(nèi)飾線、底盤線、發(fā)動機線、車門線、輪胎與座椅輸送線、總裝配線等。

（1）車身存儲線主要功能是將車身由噴漆車間轉移到裝配車間中，設備最為突出的特征便是能夠按照實際需求，對不同顏色、類型的車身進行存儲，進而為生產(chǎn)流程不斷的進行車身供給。

（2）在內(nèi)飾線中，包括內(nèi)飾一線、二線，其中內(nèi)飾一線的功能是內(nèi)飾裝配，二線的主要功能與一線相似，由總裝工藝裝配與輸送空吊具兩方面構成。

（3）在底盤線與發(fā)動機線中，根據(jù)相關工藝要求，對汽車底盤、發(fā)動機等完成裝配工作。

（4）在車門線中，對轎車的車門進行運輸、分裝與合裝等。

（5）在座椅、輪胎輸送線中，對汽車輪胎進行合裝與分裝，并且進行運輸?shù)?，最終在總配線、外觀檢測線中進行裝配工作，保障整個達標以后，使整車順利下線。

2.2 輸送系統(tǒng)流程

在車身完成涂裝工作后，便開始進行總裝，對于一些具有特殊裝配需求的汽車來說，需要采用多樣化的輸送設備來實現(xiàn)裝配操作，以此來促進全部裝配工作的完成，使成品車輛順利下線。在整個車輛均順利完成涂裝工作以后，利用滑動式輸送的方式將整個車身運輸?shù)街贫ǖ攸c進行裝配，在升降段中還會以較快的速度上升到一定高度后進行信號發(fā)射，使信號被發(fā)生到其他停止器當中，懸鏈推桿帶著相應的吊具離開裝載工位后，促進整個推車機的順利完成，升降段繼續(xù)發(fā)生動作，然后迎接下一輛汽車車身的到來。

在存儲區(qū)中，最為重要的功能便是清理，對于汽車生產(chǎn)中需要的設備來說，在存儲區(qū)進行涂漆處理以后，需要將車身按照一定的順序排列，然后完成總線的運輸工作。在存儲區(qū)域中具有緩沖功能，對車身進行涂裝時，空吊具能夠利用升降機達到緩沖區(qū)域中，進而實現(xiàn)在總裝車間中進行車輛的加工與生產(chǎn)，時長為3h。如若存儲區(qū)中的車身沒有與生產(chǎn)標準相符合，則需要利用分道岔進行返回，運輸?shù)椒祷鼐€路中，進行二次輸送。一般情況下，經(jīng)過噴漆處理以后的車身可以直接被運輸?shù)娇傃b線的輸送當中，無需從存儲區(qū)域中經(jīng)過[2]。

在整個汽車生產(chǎn)和制造的過程中，輸送系統(tǒng)在其中承擔著十分重要的責任，采用現(xiàn)代化的輸送設備與電氣控制體系能夠對汽車生產(chǎn)線的自動化方面有較大的促進作用，進而保障整個系統(tǒng)能夠安全、可持續(xù)的工作運行?？茖W正確的系統(tǒng)設計能夠實現(xiàn)汽車生產(chǎn)線的自動化，促進生產(chǎn)發(fā)展的穩(wěn)定性，使故障發(fā)生的概率得到顯著的降低。而將自動化技術應用到輸送系統(tǒng)當中，便能夠實現(xiàn)提升生產(chǎn)效率，降低成本投入水平的重要作用，進而實現(xiàn)可持續(xù)化的生產(chǎn)，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

2.3 升降機轉掛控制

系統(tǒng)能夠將涂漆后的車身轉掛到車身的儲存線當中，并且通過讀址器將車身橇體上的載體代碼進行讀取，并且將數(shù)據(jù)信息上傳到計算機當中，對于不同車身的吊具來說，可以通過各自的地址代碼選取不同的吊具，并且儲存到不同的線中。升降機的運行過程為：啟動→低速→高速→低速→停止，系統(tǒng)使用軟啟動的方式，然后通過高速運行來提升生產(chǎn)率，在低速運行后停止，明確定位以此來減輕對設備產(chǎn)生的不良影響。

3 自動化控制系統(tǒng)的構成

在汽車工業(yè)領域中，以往的電氣控制系統(tǒng)通常是采用集中式控制模式，但是在控制系統(tǒng)中存在一定的缺陷，例如，現(xiàn)場導線、配電盤的數(shù)量較多，致使施工較為復雜，且線路較長，導致操作難度提升。在上世紀90年代，信息技術不斷發(fā)展，以往集中控制模式逐漸退出歷史舞臺，計算機控制模式得到廣泛的應用，新模式的核心為PLC，使以往傳統(tǒng)的密集型電纜、電控柜組的被動力控制器件、現(xiàn)場總線模塊等被替代。利用工業(yè)以太網(wǎng)進行管理、監(jiān)控、變成等，實現(xiàn)中層控制與底層控制中數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的高效通訊。

3.1 系統(tǒng)構成

目前汽車自動輸送控制系統(tǒng)中的主要構成為：工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、PLC控制系統(tǒng)等。

（1）所謂的工業(yè)以太網(wǎng)主要是指存在于計算機系統(tǒng)內(nèi)部的局域網(wǎng)，屬于一種工業(yè)單元網(wǎng)絡存在，能夠將自動化系統(tǒng)有效相連，并且為PC機與工作站提供高效的通訊，實現(xiàn)廣泛、高效、開放性的網(wǎng)絡順利建成，具有較強的通信功能。

（2）現(xiàn)場總線主要是一種數(shù)字通訊系統(tǒng)，能夠與現(xiàn)場裝置相聯(lián)合，起到十分顯著的控制作用。在本文研究的系統(tǒng)中，現(xiàn)場總線采用的是

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I/O網(wǎng)絡，也可稱為是Profibus-DP網(wǎng)絡[3]。

將汽車制造過程的各個環(huán)節(jié)相結合后，利用工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線技術，有利于促進汽車生產(chǎn)全過程的自動化控制，并且能夠取得十分明顯的效果。

3.2 總線生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)

從層次方面來看，可以將自動化控制系統(tǒng)劃分為不同層次，分別為控制層、管理層、設備層。上位機與下位機等數(shù)據(jù)通信采用系統(tǒng)的通信單元，并且對控制系統(tǒng)的管理層、控制層等相連接，主控制器中PLC與現(xiàn)場設備進行數(shù)據(jù)交換的通訊網(wǎng)絡。在該網(wǎng)絡當中，主要的構成部分如下：PLC主機、Profibus網(wǎng)絡現(xiàn)場總線、24VDC數(shù)字量模塊、與工業(yè)以太網(wǎng)相連接的數(shù)據(jù)通訊處理器、終端顯示、變頻器、傳感器、IP67型輸入與輸出模塊等。其中，傳感器主要使用的是+24V，三線制現(xiàn)場快速接插件式；終端顯示主要是自動化運輸過程中的數(shù)值大小、所產(chǎn)生的故障等，其功能在于實現(xiàn)系統(tǒng)控制，控制功能主要由菜單系統(tǒng)完成。使用的變頻器需要與RS485穿行接口標準相符合，并且最多可以將31臺變頻器在同一時間連接到PC中，在操作方面主要是通過相關數(shù)字量、數(shù)字鍵盤、RS485穿行接口來實現(xiàn)。

4 輸送控制系統(tǒng)的無功功率及補償

在三相交流電力系統(tǒng)中，各相電壓與電流的幅度應保持在相同水平，在相位差上呈現(xiàn)120°的對稱狀態(tài)，但是，由于汽車總裝生產(chǎn)線中的各項元件參數(shù)有些并不具備非線性特征，加之負載變化具有較強的隨機性，可能產(chǎn)生多樣化故障都能夠，理想狀態(tài)實質(zhì)上不可能存在，因此產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題，而我國對電能質(zhì)量方面的研究，主要是無功補償方面。

一般情況下，電源不但會為用電設備提供有功功率，還會提供一些無功功率。而電力系統(tǒng)中的無功損耗主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面為輸電系統(tǒng)自身無功，另一方面為負荷對功力的消耗。在輸電系統(tǒng)中，自身吸收的無功功率主要為非線性負荷、感性負荷等，使用日光燈、異步電機等，這些負載中部分容量較大在啟動中將不可避免的產(chǎn)生較大的無功功率對其進行的補償措施主要為：（1）提升用電系統(tǒng)與負載功率因素，縮小設備容量，進而減少功率消耗；（2）保障電網(wǎng)、受電端電壓的穩(wěn)定性，使供電質(zhì)量提升，在長距離輸送過程中通過對動態(tài)無功補償?shù)脑O置保障系統(tǒng)穩(wěn)定性，提升輸電能力。

5 結論

綜上所述，現(xiàn)階段汽車自動輸送系統(tǒng)中主要構成為工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、PLC自動化系統(tǒng)，在實際工作中應加強車間數(shù)據(jù)管理體系與中級控制的結合，使系統(tǒng)的功能得到充分發(fā)揮，進而促進我國汽車制造行業(yè)實現(xiàn)又好又快的發(fā)展。

參考文獻：

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[3]高鵬.基于RFID的變速器自動化裝配線控制系統(tǒng)設計[J].自動化系統(tǒng)研究室，2014.