PLC自動化技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

齊鵬飛

摘要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、智能化技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的重要支撐。PLC自動化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中運(yùn)用更是日漸廣泛，尤其是汽車制造業(yè)，引進(jìn)了PLC技術(shù)以后，實(shí)現(xiàn)了從接線邏輯到存儲邏輯的飛躍發(fā)展，完成了數(shù)字控制的技術(shù)轉(zhuǎn)型。 本文圍繞PLC自動化技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用展開論述，通過汽車制造的數(shù)字技能的轉(zhuǎn)換為切入點(diǎn)，將PLC技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：PLC自動化技術(shù);汽車制造;技術(shù)應(yīng)用

PLC自動化技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用，核心貢獻(xiàn)是將傳統(tǒng)的邏輯控制轉(zhuǎn)型為數(shù)字控制，單體的設(shè)備運(yùn)行改變?yōu)閺?fù)雜的運(yùn)動控制，將集散控制和過程控制等多種任務(wù)總體控制模式引入到汽車制造業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前汽車制造業(yè)的人機(jī)接口數(shù)字運(yùn)算和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，使得工業(yè)領(lǐng)域中尤其是汽車制造業(yè)中，在自動化數(shù)字化的技術(shù)轉(zhuǎn)型上邁出了重要的一步。

1、PLC自動化技術(shù)概述

PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域日漸廣泛。當(dāng)前PLC技術(shù)在石油化工、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，汽車制造業(yè)也不例外。傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)生產(chǎn)線采用邏輯控制，順序控制等方式進(jìn)行單臺設(shè)備的控制，而PLC運(yùn)用將邏輯控制轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字控制，實(shí)行多級群控和自動化流水線的運(yùn)行方式[1]。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于壓力溫度速度等連續(xù)變化的量，在傳統(tǒng)的管理模式中是采用模擬控制的方式，引用PRC閉環(huán)控制系統(tǒng)，將相應(yīng)的轉(zhuǎn)換模塊和各式各樣的邏輯算法程序，引進(jìn)到工程設(shè)計(jì)和工程施工中，在模擬量的處理上，運(yùn)用專用的運(yùn)動控制模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。

PLC技術(shù)包含了數(shù)據(jù)傳送運(yùn)算轉(zhuǎn)換排序等各種功能。在數(shù)據(jù)的采集和分析處理上，以互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的PLC通信和智能設(shè)備運(yùn)行技術(shù)，在工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。通過PLC技術(shù)的運(yùn)用，汽車制造領(lǐng)域完成了各項(xiàng)系統(tǒng)的智能化控制。

2、PLC自動化技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

2.1在汽車行業(yè)中進(jìn)行總裝、焊裝、沖壓、涂裝為汽車生產(chǎn)線上的四大工序，每個工序運(yùn)用PLC技術(shù)之后，在龐大的產(chǎn)業(yè)鏈上實(shí)現(xiàn)了自動化技術(shù)的操控，包括機(jī)器視覺離散傳感器，安全產(chǎn)品現(xiàn)場總線控制等等自動化技術(shù)在內(nèi)的PLC技術(shù)，已經(jīng)將汽車制造業(yè)構(gòu)造成了自動化市場中的一員[2]。

運(yùn)用PLC技術(shù)，汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)了PLC的自動化系統(tǒng)控制。例如在焊裝車間可以進(jìn)行生產(chǎn)線的PLC傳輸控制，將汽車呀裝線分為分布式控制，整車制造已經(jīng)實(shí)現(xiàn)為輸送線控制的方式，將各個零部件的制造和裝配進(jìn)行了總成。而人機(jī)接口技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的運(yùn)用是彌補(bǔ)了速度感，在傳統(tǒng)運(yùn)行模式下，不足以支撐汽車自自動制造的技術(shù)要求，轉(zhuǎn)變?yōu)轳{駛者可以根據(jù)自己的行車速度要求以及周邊環(huán)境的情況來確定車速。這一技術(shù)是通過PLC才能實(shí)現(xiàn)的[3]。

2.2例如汽車涂裝車間地面輸送系統(tǒng)，自動化涂裝是以自動化輸送線為基礎(chǔ)，進(jìn)行前處理電泳、烘干、涂膠、噴漆等連續(xù)的車身處理工藝。在輸送線中全面應(yīng)用PLC技術(shù)，達(dá)到自動化控制的要求，使得生產(chǎn)工藝更加安全和準(zhǔn)確。目前系統(tǒng)中常用的最佳選擇控制器技術(shù)為西門子PLC，總控網(wǎng)絡(luò)包含了通信模塊，安全光柵，安全門等系統(tǒng)對滾床的控制，實(shí)現(xiàn)了前后運(yùn)動下電機(jī)帶動皮帶自動控制技術(shù)。在滾床的兩側(cè)，由PLC對滾床進(jìn)行直接控制，每個工位都有傳感器，通過傳感器的設(shè)置，判斷工件是否到位。在設(shè)計(jì)過程中，滾床的前端設(shè)置停止，氣缸工件到位，停止，氣缸伸出，阻止工件繼續(xù)向前。

在滾床的后方設(shè)置傳感器，通過傳感器的判斷來決定工件是否占用車位。錢，一個工位需要將工件輸送，后一個工位則通過傳感器的信號進(jìn)行判斷。整條生產(chǎn)線各個工位除了空工位之外，配置了可升降滾床。對車身進(jìn)行焊接操作。電機(jī)驅(qū)動輥床上升和下降，頂部傳感器可以判斷滾床所處的位置。當(dāng)車身被輸送到操作工位的時候，車身在傳感器的控制下整體下降[4]。

運(yùn)輸完成后，由升降機(jī)將車身降到另一個工位，等待下一次傳輸。PIC驅(qū)動的硬件設(shè)計(jì)，包含了控制系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)等。以PLC為控制核心，采用傳感器控制的方式來控制生產(chǎn)機(jī)傳輸和升降。例如西門子PLC控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)總線和代碼總線相對獨(dú)立。工作存儲器的存儲量取決于精細(xì)分級的cpu系列，對于中小型的程序來說，采用集成式負(fù)載內(nèi)存就可以了。通過內(nèi)存卡的插入來增加裝載內(nèi)存，系統(tǒng)內(nèi)包含了中檔和高檔范圍的可編程序控制器，選用多種級別的CPU，配備多種通用功能模塊，用戶根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)，適當(dāng)增加模塊，使得系統(tǒng)能夠滿足需求。

通過Profinet協(xié)議將多個站連成控制網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率高達(dá)100MBIT/S，響應(yīng)時間5-10mS。通過主站接口實(shí)現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，提高運(yùn)行速度。在運(yùn)行中，傳輸系統(tǒng)主要包括滾床系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場焊接操作人員根據(jù)要求確定各種家具設(shè)備，生產(chǎn)線中每個工位都有滾床，對滾床的控制是PLC系統(tǒng)的重要部位，傳感器系統(tǒng)則包括了光柵，由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。接收器和發(fā)射器用來顯示各種狀態(tài)和自診斷信息。安全裝置的電氣信號能夠進(jìn)行初始啟動以及電氣連接等控制系統(tǒng)的運(yùn)行，采用接近開關(guān)，進(jìn)行各個傳感器的運(yùn)行操作。

安全操作系統(tǒng)在每個工位上進(jìn)行了安全控制傳感器，保證了工位的操作能夠都有安全暢銷的保障。通過Profinet總線系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程總線網(wǎng)絡(luò)和本地總線網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送。

結(jié)語：

PLC自動化控制技術(shù)在汽車制造業(yè)主的應(yīng)用已經(jīng)得到了長足的發(fā)展。目前單體設(shè)備從簡單控制已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)到多種任務(wù)總體控制，這是數(shù)字控制技術(shù)的跨越。目前汽車制造業(yè)在控制領(lǐng)域，運(yùn)用主流控制設(shè)備，實(shí)行數(shù)字化軟件驅(qū)動，在各方面的制造能力上都有了大幅度提高。今后PLC技術(shù)在汽車制造業(yè)中還將得到更廣闊的應(yīng)用。通過邏輯算法程序處理，模擬量完成閉環(huán)控制，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，使得系統(tǒng)控制得到更智能更先進(jìn)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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