汽車(chē)涂裝控制組態(tài)設(shè)計(jì)

王鳳蘊(yùn)

WANG Feng-yun

(長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校，長(zhǎng)春 130011)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，私家車(chē)就像舊時(shí)王謝堂前燕一樣飛入了尋常百姓家，擁有私家車(chē)的人們?cè)絹?lái)越多，人們對(duì)汽車(chē)涂裝技術(shù)的要求也越來(lái)越高。汽車(chē)涂裝工藝也受到了越來(lái)越多的人的喜愛(ài)，人們也對(duì)其進(jìn)行了深入研究，下面就汽車(chē)涂裝控制組態(tài)設(shè)計(jì)提出自己的見(jiàn)解和主張。

1 汽車(chē)涂裝工藝的簡(jiǎn)介

汽車(chē)涂裝工藝分為涂裝前的車(chē)身金屬前期表面處理，也稱(chēng)為前處理技術(shù)和涂裝施工工藝兩個(gè)方面。表面處理主要處理表面工件的油污、塵土、舊涂料層、銹蝕等，用以改善工件的表面狀態(tài)，施工工藝主要包括對(duì)工件進(jìn)行化學(xué)處理和機(jī)械加工的處理兩方面。

1.1 前期表面處理

前期表面處理是汽車(chē)防銹涂裝的重要工序。它的處理方式好壞直接決定著防銹涂裝的質(zhì)量。在涂層生命中，表面處理著決定作用，施工其次，最后才是涂料的質(zhì)量。汽車(chē)不同的部件需要做不同的表面處理，但一般都是除鐵銹、除焊渣、除氧化皮、消除焊接應(yīng)力、增加涂膜與金屬體的結(jié)合力等。

1.2 涂裝工藝

__汽車(chē)涂裝設(shè)備一般采用具有先進(jìn)性能的水旋噴漆室。中小零部件也可采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，方便實(shí)用的水簾噴漆室或無(wú)泵噴漆室。由于汽車(chē)整機(jī)和零部件較重，熱容量大，因此，一般采用烘烤均勻的熱風(fēng)對(duì)流對(duì)其防銹涂層進(jìn)行烘干。熱源可選用電、蒸汽、天然氣、輕柴油和液化石油氣等。

2 汽車(chē)涂裝工藝和電泳機(jī)理

汽車(chē)涂裝前處理及電泳工藝隨汽車(chē)車(chē)型的變化而變化，但無(wú)論哪種車(chē)型的汽車(chē)涂裝和電泳都主要包括脫脂、表面調(diào)整、磷化和陰極電泳等工藝。

2.1 汽車(chē)涂裝前處理

2.1.1 脫脂

汽車(chē)在涂裝前必須將車(chē)身表面的各種油污除掉。因?yàn)橛臀蹖?duì)涂層的耐腐蝕性、裝飾性、干燥性和結(jié)合力會(huì)產(chǎn)生影響，我們經(jīng)常用溶劑清洗和堿液清洗法去除油污，溶劑清洗是用汽油、甲苯等有機(jī)溶劑對(duì)油污進(jìn)行滲透或溶解，堿性清洗是用堿性物質(zhì)對(duì)油污進(jìn)行浸潤(rùn)、分散、乳化劑增溶等。

2.1.2 表面調(diào)整

表面調(diào)整就是采用表面調(diào)整劑使金屬表面改變微觀狀態(tài)，促使磷化過(guò)程中形成細(xì)小、均勻、致密的結(jié)晶磷化膜。目前汽車(chē)涂裝在表面調(diào)整上主要采用磷酸欽膠體溶液，這種溶液能夠促使汽車(chē)金屬表面形成均勻的吸附層，它能夠細(xì)化和致密磷化結(jié)晶膜、縮短磷化時(shí)間和提高成膜性，提高磷化質(zhì)量。

2.2 前處理工藝

2.2.1 脫脂

汽車(chē)涂裝前處理的脫脂的目的是除去汽車(chē)金屬表面的油污。我們?cè)诿撝瑫r(shí)要控制好脫脂溫度和時(shí)間，脫脂的溫度越高脫脂越徹底、脫脂的時(shí)間越長(zhǎng)脫脂的效果越良好。目前汽車(chē)涂裝工藝中普遍采用水溶性堿性脫脂劑。檢驗(yàn)脫脂的方法有多種，常用的是水浸潤(rùn)法和觀察磷化膜法，水膜完整連續(xù)，無(wú)水珠懸掛現(xiàn)象的為成功脫脂、磷化膜外觀完整均勻的為成功脫脂。

2.2.2 磷化

磷化是在某些金屬中浸入一些以酸式磷酸鹽為主的溶液而形成不溶于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)換膜的過(guò)程，它是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)，它形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱(chēng)為磷化膜。磷化能夠給汽車(chē)機(jī)體金屬提供保護(hù)，防止金屬被腐蝕，它一般用來(lái)打底，使用磷化膜打底后，漆膜層的附著力和防腐蝕能力夠能夠得到提高。我們?cè)谶x擇磷化劑時(shí)要選擇低溫低渣鋅系列的磷化劑，磷化劑的溫度應(yīng)該在二十五到四十度之間，時(shí)間不能超過(guò)二十分鐘，不能低于三分鐘，酸度應(yīng)該在二十到四十點(diǎn)之間，游離酸度應(yīng)該在零點(diǎn)八到三點(diǎn)之間。

2.2.3 涂裝磷化的作用

涂裝磷化不但能夠提高汽車(chē)涂裝的裝飾性能，而且能夠增強(qiáng)涂料與涂層和工件之間的結(jié)合力，涂后能夠增加工件的耐腐蝕性。

2.3 電泳機(jī)理

2.3.1 電泳的定義

電泳是一種遷移過(guò)程，它是指帶電顆粒在電場(chǎng)作用下遷移的過(guò)程。許多生物分子都具有可電離基團(tuán)，像氨基酸、核苷酸蛋白質(zhì)等，它們?cè)谔囟ǖ膒H值下可帶正電也可帶負(fù)電，在電場(chǎng)的作用下，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷極性相反的電極方向移動(dòng)。

2.3.2 電泳的分類(lèi)

按分離原理的不同電泳分為區(qū)帶電泳、等速電泳、等電聚焦電泳、移動(dòng)界面電泳等。

1）區(qū)帶電泳：這是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的電泳技術(shù)，電泳過(guò)程中待分離的各組分分子在支持介質(zhì)中被分離成許多條明顯的區(qū)帶。

2）自由界面電泳：這是瑞典Uppsala大學(xué)的著名科學(xué)家Tiselius 最早在U形管中進(jìn)行并建立的電泳技術(shù)，這種技術(shù)無(wú)支持介質(zhì)，所以分離效果差，現(xiàn)在它已經(jīng)逐步被其他電泳技術(shù)所取代。

3）等速電泳：這種電泳需使用專(zhuān)用電泳儀，當(dāng)電泳達(dá)到平衡后，各電泳區(qū)帶分成清晰的界面，并以等速向前運(yùn)動(dòng)。

4）等電聚焦電泳：當(dāng)被分離的生物大分子移動(dòng)到各自等電點(diǎn)的pH處聚集成很窄的區(qū)帶時(shí)，兩性電解質(zhì)在電場(chǎng)中自動(dòng)形成pH梯度。

2.3.3 影響電泳質(zhì)量的因素

就陰極電泳涂裝而言，主要為涂裝前處理、基材的表面性質(zhì)、電泳電壓、烘烤溫度和時(shí)間等因素。

1）涂裝前處理。為獲得防腐蝕性好的涂層，被涂物在電泳前需要進(jìn)行表面處理，要先清洗掉各種污物，在進(jìn)行磷化化學(xué)處理后進(jìn)行水洗，清洗掉前處理藥品、磷化沉渣后用去離子水洗。

2）陰極電泳涂裝過(guò)程中，由于電解作用沉積的涂層會(huì)有缺陷，影響電沉積涂層的防腐性能。作為陰極的基材低鋅、普鋅或含鋅鎳的磷化鋼板電泳時(shí)陰極表面堿性增強(qiáng)，會(huì)使部分磷化膜溶解，影響整體涂層的性能。

3）確定最佳電壓范圍。陰極電泳涂裝的電壓主要由涂料的品種決定，在進(jìn)行操作時(shí)還應(yīng)該考慮極間距、極比、槽液溫度等因素。通常電泳時(shí)間是固定的，提高或降低電壓可以調(diào)節(jié)涂膜厚度。極間電壓越高，電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，工件內(nèi)表面及半封閉面的涂膜厚度越大。電壓控制在150～340V為宜。

4）烘烤溫度和時(shí)間對(duì)涂膜的耐腐蝕性、耐沖擊性均有很大的影響。高溫長(zhǎng)時(shí)間烘烤可能導(dǎo)致涂膜泛黃、變脆等；烘烤溫度太低，樹(shù)脂沒(méi)有充分交聯(lián)，耐腐蝕性變差。一般烘烤溫度為165～180℃，烘烤時(shí)間20～30min。

3 汽車(chē)涂裝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

3.1 汽車(chē)涂裝生產(chǎn)工藝

汽車(chē)生產(chǎn)工藝主要有四種，它們分別是沖壓技術(shù)、焊裝技術(shù)、涂裝技術(shù)和總裝技術(shù)。涂裝技術(shù)是汽車(chē)生產(chǎn)中的四大工藝之一。今年來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈同時(shí)人們對(duì)環(huán)保的呼聲也日漸高漲，汽車(chē)涂裝不但要保證高裝飾性、高防腐蝕性，還要對(duì)環(huán)境起到保護(hù)的作用、因此人們對(duì)涂裝材料、涂裝設(shè)備投資和涂裝生產(chǎn)成本上越來(lái)越重視。

3.2 我國(guó)的涂裝技術(shù)

中國(guó)汽車(chē)行業(yè)在涂裝技術(shù)方面與國(guó)際水平相差不大。為了提高涂裝效率，節(jié)省成本和提高技術(shù)水平，目前大批量的汽車(chē)涂裝生產(chǎn)要求高度的自動(dòng)化。人們爭(zhēng)相購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的涂裝設(shè)備及裝備，因?yàn)檫@些設(shè)備或裝備能直接或間接影響涂裝生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)它們還能夠影響涂裝線(xiàn)的開(kāi)動(dòng)率、合格率和涂裝工藝參數(shù)的穩(wěn)定性。因此涂裝線(xiàn)在汽車(chē)生產(chǎn)工藝總所占的資金往往最高，為了節(jié)省成本提高涂裝材料的利用率我們迫切需要改進(jìn)和引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，同時(shí)我們還要想法設(shè)法提高涂裝線(xiàn)中相關(guān)器件的可靠性和壽命。同時(shí)，我們還要不斷地去改進(jìn)涂裝線(xiàn)，以便使我們的涂裝線(xiàn)在節(jié)能的同時(shí)還能夠環(huán)保。我國(guó)正在開(kāi)發(fā)研究和制作許多涂裝線(xiàn)上必須的國(guó)產(chǎn)器件。

3.3 涂裝技術(shù)的電氣控制

在電氣控制上，涂裝生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)發(fā)展到了自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。如今涂裝線(xiàn)大量采用了先進(jìn)的PLC控制的方式、PID調(diào)節(jié)、以及變頻技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)等具備高度的自動(dòng)化水平的復(fù)雜技術(shù)。這樣不但提高了涂裝產(chǎn)品質(zhì)量，而且最大限度地提高了生產(chǎn)效率。

4 汽車(chē)涂裝控制組態(tài)王軟件及特點(diǎn)

4.1 組態(tài)王軟件概述

組態(tài)王6.52是北京亞控科技發(fā)展有限公司根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，面向高端自動(dòng)化市場(chǎng)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)的一套產(chǎn)品，它的目的是為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化。這種軟件在我國(guó)擁有最多的用戶(hù)，該廠商是我國(guó)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化規(guī)模最大的廠商，它們的生產(chǎn)業(yè)績(jī)一直保持著較高的增長(zhǎng)速度。改產(chǎn)品集成了亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，它能夠?yàn)槠髽I(yè)應(yīng)用搭建戰(zhàn)略性工業(yè)服務(wù)平臺(tái)。它能夠?yàn)槠髽I(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)。

組態(tài)王提供了多種硬件驅(qū)動(dòng)程序，它保持了以前版本的運(yùn)行穩(wěn)定、使用方便和功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。它運(yùn)行在Windows2000/NT環(huán)境下，不但具有強(qiáng)大的圖形編輯功能，而且具備豐富的動(dòng)畫(huà)連接方式，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)操作上它也具備很高的能力。此外改系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的語(yǔ)言編程、快捷方便的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）和與外部設(shè)備之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換（I/O）服務(wù)。該軟件由工程瀏覽器（Touch Explore）和畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)（Touch View）兩部分組成。根據(jù)用戶(hù)的反饋及意見(jiàn)，改系統(tǒng)對(duì)一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。它不但提供了簡(jiǎn)捷、易用的配置界面，提供大量圖形元素和圖庫(kù)精靈，而且也為用戶(hù)創(chuàng)建圖庫(kù)精靈提供簡(jiǎn)單易用的接口；該軟件的功能性和可用性有了很大的提高。本款產(chǎn)品的歷史曲線(xiàn)、溫控曲線(xiàn)及配方功能上有了大幅的提升與改進(jìn)。

4.2 組態(tài)王軟件的特點(diǎn)

1）工程管理

工程管理器的主要作用是為用戶(hù)集中管理本機(jī)上所有的組態(tài)王工程。

2）畫(huà)面制作系統(tǒng)

組態(tài)王調(diào)色板支持無(wú)限色，支持二十四種過(guò)渡色效果，它還具有自己的圖庫(kù)，它支持位圖按鈕同時(shí)支持按鈕的多種形狀和多種效果，此外它還具有可視化動(dòng)畫(huà)連接向?qū)А?/p>

3）報(bào)警和事件系統(tǒng)

組態(tài)王提供多種報(bào)警管理功能。包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。

4）報(bào)表系統(tǒng)

組態(tài)王內(nèi)部提供豐富的、集成的、內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，用戶(hù)可創(chuàng)建多樣的報(bào)表。

5） 控件

組態(tài)王版本中新增數(shù)據(jù)表格控件、歷史曲線(xiàn)控件、PID調(diào)節(jié)控件三大功能強(qiáng)大的控件。

6） OPC

全面支持OPC標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)人員可以從任何一個(gè)OPC服務(wù)器直接獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，也可向其他符合OPC規(guī)范的廠商的控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

7）通訊系統(tǒng)

組態(tài)王支持與遠(yuǎn)程設(shè)備間通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行通訊。和不啟動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，能測(cè)試對(duì)硬件設(shè)備的讀寫(xiě)操作。

8）安全系統(tǒng)

組態(tài)王采新增999個(gè)不同級(jí)別的權(quán)限和64個(gè)安全區(qū)形成雙重保護(hù)。

9）網(wǎng)絡(luò)功能

組態(tài)王支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式報(bào)警系統(tǒng)，它可以將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)服務(wù)器。

10）冗余系統(tǒng)

組態(tài)王提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性，方便了系統(tǒng)維護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)王的出現(xiàn)為解決汽車(chē)涂裝中前處理和電泳提供了先進(jìn)的軟件支撐。如今人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，因此我們也需要越來(lái)越多的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控設(shè)置，以對(duì)自動(dòng)化進(jìn)行先進(jìn)控制，組態(tài)王軟件讓用戶(hù)能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的的任意組態(tài)，從而最終完成自動(dòng)化控制工程，利用先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)降低了能耗，獲得了認(rèn)可，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。其應(yīng)用前景是十分廣闊的。

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