汽车焊装车间自动化控制技术

张园林,成永兴（北京汽车股份有限公司生技中心,北京　101301）

汽车焊装车间自动化控制技术

张园林,成永兴
（北京汽车股份有限公司生技中心,北京101301）

摘要：为了有效的控制汽车制造的总体成本，保证汽车焊装控制系统的安全性，越来越多的汽车生产制造厂商已经摒弃传统的汽车焊装车间控制系统模式，采用更加自动化、安全化、智能化、高效化的先进控制系统，为汽车焊装自动化控制技术领域掀起了一场小型工业革命。本文通过探讨汽车焊装车间自动化控制硬件系统和软件系统，深入分析安全总线在汽车焊装自动化控制中的作用，旨在把握汽车焊装车间自动化控制系统发展方向，提高汽车焊装技术，促进汽车制造行业持续创新，不断进步。

关键词：汽车焊接;控制系统;安全总线;硬件与软件

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。

1　控制系统硬件组成和功能

汽车焊装车间自动化控制系统根据车间的具体情况划分为：汽车焊装车间监控层、汽车焊装车间控制层、汽车焊装车间设备层三种监控模式。各层之间相对独立，根据不同的功能要求使用不同的网络结构，配置不同的硬件系统和软件系统。

1.1监控层

汽车焊装车间监控层主要包括监控管理系统服务器、ANDON系统服务器以及与生产管理相关的其他系统组成部分[1]。车间监控管理系统服务器安放在汽车焊装车间中控室，主要用于根据总厂下达的生产计划，安排不同的生产线按照总厂要求完成各自的生产目标，并且将各生产线最终的完成情况汇总之后，再次上传给总厂系统。这样总厂就可以根据车间监控管理系统上传的数据进行整理和统计，更加科学合理的分配生产任务，有效地监控汽车生产制造的全部过程。

1.2控制层

控制层主要的构成部分是安放在汽车焊装车间不同区域内的PLC控制系统。汽车焊装车间监控层PLC控制系统和监控层通过工业以太网交换机进行连接[2]。不同的HM I、ROBOT、信息显示屏幕以及其他相关设备首先连接到PLC控制系统，PLC控制系统再连接到焊装车间内不同区域的交换机，再通过以太网光纤把不同的交换机联结成一个车间环状网络，最后一起连接到焊装车间监控系统内。

1.3设备层

设备层主要包括变频器、无线射频读写装置以及机器人等电气设备，它们存在于汽车焊接车间PLC控制系统中。随着现代工业的不断进步，国内许多汽车生产制造厂的焊装车间都已经采用了标准现场总线系统。虽然标准现场总线已经成为工业自动化的主流技术，但实际上它并未十分成熟，还存在着一些问题，尤其是在安全控制方面。

1.4安全总线系统

由于标准总线系统存在着许多问题，所以德国西克、欧姆龙、西门子、罗克韦尔等世界知名行业龙头企业联手合作，开发了与标准总线系统通信协议标准不同的安全总线系统。安全总线系统在保障安全控制的前提下，极大地简化了车间安全方面的系统工作内容。安全总线系统已经在部分国内汽车焊装车间得以推广使用，作为现代汽车焊装自动化控制技术的优秀成果之一，它正在被国内越来越多的汽车生产制造厂商了解与采用[3]。

2　控制系统软件设计

汽车焊装车间自动化系统由硬件系统和软件系统两大主要部分组成，两者相辅相成，共同发展，在汽车焊装环节中都具有重要的地位和作用。在现今国内大多数汽车焊装自动化系统编程方式主要有两种：机构化编程方式和模块化编程方式。

2.1结构化编程方式

虽然汽车焊装线不同，但是它们的功能结构单元是统一的，根据这一重要特点，结构化编程方式应运而生。结构化编程方式提高了程序结构的统一性和可读性，可以更加便捷的对汽车焊装自动化控制系统进行修改和维护。

2.2模块化编程方式

汽车焊装车间内每条焊装线的组成和作用各不相同，但它们之间无论是设备还是运行方式，却有很多类似的地方。模块化编程方式利用设备和运行方式之间存在相同变量这一特点，极大地简化了程序编辑工作量，加强了程序的统一性，优化了程序的可读性。模块化编程通过用户自定义数据类型方式，让变量编辑进行变量定义；同时，把同样的处理程序用PLC程序编制做成功能模块，然后依照I/O变量的差异调用同一个功能模块，进行编程。

3　结束语

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，标志着汽车焊装车间技术系统进入了现代化、科学化、自动化的崭新发展时代。

参考资料：

[1]张为涵,金大勇.现场总线在装焊生产线监控系统中的应用[J].机械设计与制造,2001(02):32-34.

[2]卞桢斌.Ethernet/IP安全以太网方案在汽车制造中的分析与应用[J].科技信息,2012(25):84.

[3]王玉真.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.