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摘要：当前自动化控制技术已经在各个领域得到了广泛的应用，在汽车装焊车间中引入自动化控制系统，有效地提高了汽车生产的效率，同时也使得汽车生产的成本得以降低，而且汽车装焊的质量也更加得好，所以将自动控制技术应用在汽车装焊生产之中是非常有必要的。本文就汽车焊装车间自动化控制的技术应用进行深入分析，以供参考。
关键词：汽车焊装车间；自动化控制的技术；应用
1自动化技术应用的控制系统
1.1监管层
我国目前的技术发展流程中，大部分汽车生产车间都是利用自动化技术进行控制，利用一个核心系统针对生产过程当中的各个部门进行生产监督，通过不同操作系统来将工作内容进行细分，保证工作内容可以各司其职。汽车焊装车间的监管层作为总体车间的核心工作内容，可以将车间工作的有效性保证。监管层主要是对车间当中的服务器运行情况监督，负责发现系统当中的问题，同时及时传递信息出去，可以为汽车车间的生产工作提供保障，更好的实现安全高效的生产。
1.2控制层
控制层主要的构成部分就是安放于汽车焊装车间不同区域的PLC控制系统。汽车焊装车间监控层PLC控制系统以及监控层经过工业以太网交换机实现连接。不同的信息显示屏幕、ROBOT以及其他有关设备首先要和PLC控制系统连接，PLC控制系统再连接到焊装车间当中的不同地方的交换机，再利用以太网光纤将不同的交换机连接为一个车间环状的网络系统，最后一同连接到焊装车间监控系统当中。
1.3设备层的组成和作用
作为工作任务执行层的设备层，主要是接受来自监管层的工作安排，同时受到控制层的操作要求的控制进行有关的工作步骤。主要是可编程逻辑控制器系统当中的有关现场设备，包含扫描设备、控制变频设备以及远程连接控制设备等。现场总线给汽车焊装车间的自动化进程有非常大的影响，是实现制造自动化的核心技术。利用这样的智能化控制技术，将自动化操作实现，不但可以有效地降低生产成本，同时还可以将人力在工作流程当中的工作错误解决，将产品的合格率提高。
1.4汽车焊装车间的安全总线系统
工业革命之后，随即开发出来的互联系统就是现场总线，发明之后，就大范围的应用到工业领域的当中，各个行业也开始随后开发了自身所特有的现场总线。我国工业因为长时间落后，国外厂商有拥有先进的科学技术，采取垄断的经营方式，对我国工业发展带来不良的影响。所以，开发自己的安全总线系统，急不可待。
2汽车车身焊装车间自动控制软件设计
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。
结构化编程方式是基于不同的焊装线都有相同的功能结构单元提出来的，所以要求PLC程序也具有相同的树状结构，以达到程序结构的一致性，增强PLC程序的可读性。给整个控制系统的维护改造带来了方便。不同的汽车厂家对于PLC程序的树状结构要求也不完全一样，各汽车厂家自成体系，达成自身内部一致。某汽车厂家PLC程序树状结构示意如图1所示。
图1 PLC程序树状结构
2.1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。
2.2用户自定义数据
为了减少程序中间变量编辑的工作量和实现同类对象变量的统一，使用用户自定义数据类型是最好的解决方式。如，一个PLC控制系统控制20台机器人，每个机器人有100个中间变量。如果单独定义每一个中间变量则需定义2000次变量；而使用用户自定义数据类型方式进行变量定义，则需先创建一个用户自定义数据类型，假设取名为UDT1，其内部具体变量(100个)示意如图2所示。
图2 UDT1内部具体变量示意
当UDT1定义完成后，具体对每个机器人的中间变量进行定义时，仅需在创建新变量(如ROBOT1、ROBOT2等)时，将变量类型选择为UDT1，这样新变量内就含有100个子变量，在这个例子中使用用户自定义数据类型进行变量定义，仅需定义120次变量，从而大大节约了变量的编辑时间，也实现了中间变量的统一。
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结束语
总而言之，在汽车焊装过程中，生产企业要注重自动化控制技术的应用，将其灵活应用到监管层、设备层以及控制层中，科学设计汽车自动化生产软件，模块化编程与功能划分的基础上，充分发挥自动化控制技术多样化作用，以此在降低汽车焊装成本的基础上，提高汽车制造经济效益。
参考文献
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[2]王淑旺，顾立才，张定，鲁恒飞.基于PLC和触摸屏的车身总装夹具控制系统设计[J].组合机床与自动化加工技术，2012(01):74～76，80.
论文作者:刘树巍
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
标签：变量论文; 程序论文; 汽车论文; 方式论文; 功能论文; 控制系统论文; 设备论文; 《防护工程》2017年第34期论文;