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摘要：汽车焊装过程中使用自动化技术首要的任务就是设计一套完整的程序,将其输入到电脑的汽车生产管理系统中,让一部分的工作程序通过电脑来智能的进行工作。这样不仅可以节省一部分人力,而且可以保证汽车制造出来的质量。在整个汽车制造网络控制系统中,通过以太网来进行各组数据的传输,保证工作的准确性,确保现场总线的正常工作,以维持汽车焊装时有条不紊的进行工作。
关键词：汽车焊装车间；自动化；控制技术
引言
随着现代工业的不断发展，计算机和网络技术在各行各业得到了广泛地应用，为工业生产自动化提供了有利的条件。汽车焊装车间自动化控制系统作为汽车生产制造过程的重要组成部分，应该不断完善创新，向着现代化、自动化、智能化的方向发展。汽车焊装车间采用自动化控制系统，能有效提高车身焊装效率，提升车身焊装质量；同时也促进了汽车焊装车间向分散化、网络化、智能化控制的方向发展。汽车焊装车间自动化控制系统中，模块化的编程方式将大大减少程序编程量，缩短程序开发时间，提高了程序的移植性和重用性。
1、汽车焊装自动化控制硬件系统分析
焊装车间根据实际情况能够划分为几个独立的控制部分。在汽车焊装自动化控制当中，通过设备层、监控层以及控制层的分开控制，分别在各个层次采用不同的软硬件设施，分别实现不同的功能。
1.1汽车焊装设备层
设备层主要指PLC控制系统中的现场电气设备，如：变频器、阀岛、远程模块、扫描枪、光幕、激光区域扫描开关、RFID(无线射频读写装置)、机器人等。在当今的工业自动化领域，基于现场总线技术的网络集成自动化已成为这一领域的技术热点；Profibus、DeviceNet、Interbus等现场总线已被广泛应用在各种自动化控制系统中，国内的汽车焊装车间也不例外
1.2汽车焊装控制层
控制侧是通过安装在焊装车间中的自动化生产线的PLC系统，比如，ANDON系统信息采集PLC控制系统、左/右侧围PLC控制系统、主频线PLC控制系统以及地板线PLC控制系统等。汽车焊装车间的PLC控制系统分布于各个不同的地方，而各个PLC控制系统则直接接入对应区域的基于管理型的工业以太网交换机当中，以此来构建冗余结构，最后再介入到车间的监控层当中。
1.3汽车焊装监控层
监控层主要是通过安装于车间中控室当中ANDON系统服务器、监控管理系统服务器以及其他有关生产管理系统共同构成。车间监控管理系统主要具有上位监控与管理的作用。生产车间监控管理系统服务器通过直接接收来自厂级MES(ManufacturingExecutionSystem)制定的计划，然后各个生产线则根据该计划来完成自身的生产任务。然后，生产车间监控管理系统服务器再将现实的生产实情反馈给厂级的MES系统，然后厂级MES系统再将各种信息进行汇总分析，针对各个生产车间进行相应的协调。
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1.4汽车焊装安全总线
基于当前汽车焊装的实际情况，全球几家大规模的自动化系统公司，比如Rockwell、Siemens等，通过与几家传感器生产公司进行深层次的合作，比如OMRON、SICK等，共同研发了具有良好兼容性与开放性的安全总线控制系统，比如InterbusSafety、PROFIsafe以及DeviceNetSafety等。标准总线系统与安全总线系统之间的区别主要在于通信协议标准的差异性。安全总线系统的应用，能够把安全的PLC与标准PLC这两个系统集成到一个安全集成的PLC当中，然后利用一条物理总线支持标准的I/O通信与故障安全I/O通信，使得在达到相同安全等级的先决条件下，有效节省了PLC硬件系统、软件系统以及安装调试方面的工作量，同时还能够有效简化安全方面的安装布线工作。安全设施能够实现直接连接到安全集成PLC带安全协议的现场总线的安全I/O中，并且连接极为便捷，能够快速构建一个安全性较高的控制系统。针对安全总线系统来说，我国已经有许多汽车焊装车间在进行尝试。而安全总线控制系统的大范围推广，能够进一步推动焊接自动控制技术的发展。
2、汽车自动化生产的软件设计
汽车车身焊装车间自动化系统除了构建整个硬件网络之外，焊装车间自动化控制技术的软件部分在整个车身制造中发挥着关键的作用。对于汽车焊装车间的上位监控管理系统和设备层中的HMI程序的编制，不同的汽车厂家要求差异很大；对于焊装车间中大型PLC程序的编制，为了提高PLC程序的一致性、可读性、可移植性和提高编程效率等，汽车厂家一般都要求焊装设备集成商采用结构化、模块化编程方式。
2.1 汽车自动化软件设计要求
汽车的车身焊接属于汽车焊接车间生产过程中非常重要的部分，决定了车身整体构造设计是否协调。由于车型不同，所以对于车身的要求也不同，在可编程逻辑控制系统的设计上，一定要注意满足车身制造的多样化特点。程序的编程过程中要重视程序可读性、可编辑性特点，同时还要让程序能够适应各个不同的电脑系统，编程人员要对程序有敏锐的感觉，才能够针对程序进行有效划分，让程序的结构变得更加清晰。
2.2模块化编程和特点
模块化编程是基于不同的焊装线都有相同或相似的设备或运行方式等提出来的。如，不同的焊装线都可能对气缸组、机器人、安全门进行控制，每个工位都有相同的自动／手动运行模式等；对于这些相同或相似的设备或运行方式都可给出相同的中间变量、相同的PLC处理程序进行控制；为了减少相同中间变量和PLC处理程序的编辑工作量，以及不同的设备集成商编制的PLC程序具有一致的可读性，汽车厂家一般都要求系统集成商使用模块化编程方式。模块化编程主要在两方面进行具体实施：一方面是变量编辑，使用用户自定义数据类型方式进行变量定义；另一方面是PLC程序编制，将相同的处理程序做成功能块，然后根据不同的I／O变量调用同一个功能块的方式进行编程。
2.3功能块方式编程
为了减少相同PLC处理程序的编辑工作量以及提高PLC程序的一致性和可读性，采用功能块方式编程是最好的解决方式。相同的PLC处理程序仅需在功能块中编制一次即可，功能块内部程序的编制也可选择多种编程方式，如梯形图、语句表等都可以；当功能块编制完成后，在需要调用的地方直接调用编制好的功能块，这样就省去了多次调用时再次编辑相同处理程序的工作量，并且程序功能块也很容易在两个PLC程序间移植。采用模块化方式进行编程，可以大大减少程序编辑量，缩短程序开发时间，降低编程误操作发生率，在设备功能扩展时，也只需有针对性地修改相应功能块，而无需大范围调整程序结构，提高了程序的移植性与重用性，这给控制系统程序的调试与管理带来方便。
3、结语
工业的革新归根结底在于技术的革新。近几年来，我国家用汽车市场需求急剧加大，汽车行业的竞争也越来越激烈。汽车工业的蓬勃发展要求汽车生产厂商在汽车制造工艺上精益求精。汽车焊装自动化控制技术的不断提高，正是汽车制造工艺创新发展的良好体现，标志着汽车焊装技术进入了现代化、科学化、自动化的新时代。
参考文献
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[3]王真玉.现场总线在汽车焊装生产线中干扰分析及防范[j].科技风.2011(06);80.
论文作者:王庆
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签：汽车论文; 程序论文; 控制系统论文; 方式论文; 功能论文; 总线论文; 车身论文; 《防护工程》2017年第30期论文;