汽車(chē)涂裝車(chē)間全集成自動(dòng)化系統(tǒng)

　　汽車(chē)涂裝車(chē)間的目標(biāo)在于讓市場(chǎng)上銷(xiāo)售的每輛車(chē)讓消費(fèi)者看起來(lái)都更加完美，因而，車(chē)間的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動(dòng)化水平，完善的全方位自動(dòng)化輸送系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。

　　在汽車(chē)工業(yè)，優(yōu)化的生產(chǎn)解決方案必不可少，歐寶公司位于德國(guó)Ruesselsheim的汽車(chē)廠也不例外。

　　Ruesse lsheim汽車(chē)廠是歐寶公司在德國(guó)的幾個(gè)主要生產(chǎn)基地之一，主要進(jìn)行全新威達(dá)(Vectra)系列車(chē)型的外部涂裝工作和組裝工作。在歐洲，歐寶的品牌是家庭轎車(chē)市場(chǎng)的守護(hù)者，威達(dá)是歐寶品牌里的一款中堅(jiān)車(chē)系，它以扎實(shí)的德系車(chē)體工藝質(zhì)量、組裝品質(zhì)以及良好的操控性能在市場(chǎng)中廣受認(rèn)可。

　　良好的制造品質(zhì)來(lái)自于先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)和工藝設(shè)備。20多年來(lái)，歐寶公司的Ruessel sheim汽車(chē)廠一直高度重視自動(dòng)化控制技術(shù)，無(wú)論是涂裝線(xiàn)還是總裝線(xiàn)。該廠采用了各種先進(jìn)的控制技術(shù)——自繼電器控制、遠(yuǎn)程機(jī)械控制和第一代S5與S7系統(tǒng)，直到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與最現(xiàn)代化的Ecofast系統(tǒng)。

　　通過(guò)感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)和地板安裝型信號(hào)發(fā)生器(右)控制橫向輸送線(xiàn)的運(yùn)輸板的速度、制動(dòng)以及定位，輸送機(jī)單元的Ecofast電機(jī)啟動(dòng)器(左)的結(jié)構(gòu)符合IP67規(guī)定，故可以直接安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上

　　涂裝車(chē)間的TIA

　　該廠的涂裝車(chē)間擁有完備的涂裝設(shè)備，這些設(shè)施占有100多萬(wàn)m3的封閉式空間，規(guī)模相當(dāng)于一個(gè)足球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。涂裝車(chē)間擁有3500m長(zhǎng)的輸送線(xiàn)，其中1200m連接白車(chē)身總裝線(xiàn)到涂裝線(xiàn)，約800m用于送走涂裝完畢的汽車(chē)，這兩條輸送線(xiàn)之間，還有一條最多可存放426輛汽車(chē)的緩沖線(xiàn)。該設(shè)施的設(shè)計(jì)日生產(chǎn)能力為1495輛汽車(chē)，如果兩班制運(yùn)行的話(huà)，每小時(shí)可以完成108輛汽車(chē)涂裝的工作。

　　在如此規(guī)模的多層立體涂裝車(chē)間底層，有三個(gè)返修臺(tái)的工位專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)有涂裝缺陷的車(chē)體進(jìn)行非常精細(xì)的修補(bǔ)，消除諸如微小氣泡等非常細(xì)小的缺陷。返修臺(tái)在車(chē)間的底層，這也是該車(chē)間在常規(guī)的滾筒輸送線(xiàn)、水平輸送線(xiàn)和鏈?zhǔn)捷斔途€(xiàn)以外，另設(shè)自動(dòng)化提升裝置的原因。

　　在嚴(yán)格的質(zhì)量體系下，車(chē)間的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動(dòng)化水平，所以，完善的全方位自動(dòng)化輸送系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。這也正是Ruesselsheim汽車(chē)廠的情形，它的涂裝設(shè)施采用了傳感器業(yè)的最新技術(shù)以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)輸送控制。

　　輸送控制系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)監(jiān)控車(chē)體前往三個(gè)返修臺(tái)以及隨后返回噴涂車(chē)間的輸送工作。車(chē)體從上層輸送系統(tǒng)被送上運(yùn)輸托板后，將在兩層輸送帶之間全自動(dòng)地進(jìn)行傳輸。系統(tǒng)的控制器采用一臺(tái)SicalisPMC7_CS，以確保安全運(yùn)轉(zhuǎn)，并在統(tǒng)一的用戶(hù)界面下，透明地監(jiān)控所有過(guò)程。Sicalis平臺(tái)統(tǒng)一的運(yùn)作與診斷方案支持集成化的、快速的安全故障檢測(cè)功能，這一點(diǎn)尤為有利。故障安全型SimaticS7-416F以遠(yuǎn)程主控制站的形式協(xié)調(diào)安全保護(hù)系統(tǒng)的工作。

　　總體上，該系統(tǒng)的可用性能提高到了99.85%，而且特別值得一提的是，西門(mén)子系列自動(dòng)化設(shè)備及傳感器模塊的智能互聯(lián)確保了整個(gè)涂裝生產(chǎn)流程之間的信息交互以及整個(gè)系統(tǒng)的順暢工作與操作安全性，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中水平和垂直方向上的集成，能夠減少工程成本，提高生產(chǎn)率，降低生命周期成本——這些都是當(dāng)今世界對(duì)生產(chǎn)成本合理化不可或缺的要求。

　　涂裝車(chē)間自動(dòng)化系統(tǒng)在整體層面上的安全性、可靠性和可用性等體現(xiàn)了“全集成自動(dòng)化系統(tǒng)(TIA)”的最高水平，堪稱(chēng)典范。

　　通過(guò)Profisafe，激光掃描器直接連接至故障安全型SimaticS7-416F控制器，對(duì)卷閘門(mén)與橫向輸送機(jī)之間的區(qū)域進(jìn)行190°的監(jiān)控

　　傳感器帶來(lái)了工廠革新

　　由于傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步，現(xiàn)代化工廠出現(xiàn)了許多重大的革新。比如在歐寶公司，在提升裝置卷閘門(mén)前部安裝有一臺(tái)LS4激光掃描器，使它在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)級(jí)通過(guò)Profisafe(故障安全通信總線(xiàn))直接與ProfibusDP系統(tǒng)的PLC通信，因而能同時(shí)利用PLC內(nèi)集成的防護(hù)技術(shù)，確保生產(chǎn)安全。

　　LS4激光掃描器是全球第一個(gè)在Profisafe總線(xiàn)系統(tǒng)下安裝的裝置，其工作范圍為190°，能監(jiān)控該范圍內(nèi)精確劃定的防護(hù)區(qū)域，這樣，即使在4m以外，也能識(shí)別出穿黑衣服的人員，并將警報(bào)信息發(fā)送至15m以外的人員或目標(biāo)。

　　在LS4激光掃描器的旁邊，設(shè)有三光束類(lèi)別4光柵以及4個(gè)IQ-Sense光傳感器，以實(shí)現(xiàn)最好的傳輸線(xiàn)旁操作人員的安全性以及高度的應(yīng)用靈活性。這里，IQ-Sense光傳感器意味著組合傳感器與控制器以構(gòu)成系統(tǒng)僅需少量工作。單根雙芯電纜便可同時(shí)傳輸動(dòng)力與數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)傳感器/控制器模塊一側(cè)的最佳通信。

　　通過(guò)IntelliTeach功能檢測(cè)新目標(biāo)便可校準(zhǔn)IQ-Sense光傳感器，因此，該傳感器技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)就是調(diào)試工作快捷、方便，且設(shè)置參數(shù)后就可傳送給其它任何一個(gè)傳感器，能更進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間。此外，IQ-Sense光傳感器還支持按通道對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷，因而它也更加安全——它能自動(dòng)報(bào)告斷線(xiàn)、短路、傳感器/模塊失調(diào)或故障，有助于避免故障，并將停機(jī)時(shí)間降至最少。IQ-Sense光傳感器的另一個(gè)特點(diǎn)是其提升裝置旁直接設(shè)置有兩個(gè)C40封裝形式的IQ-Sense光式接近開(kāi)關(guān)，以控制安裝于該處的卷閘門(mén)。一旦檢測(cè)到車(chē)體，傳感器便開(kāi)始定位并起動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)器。與感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)不同，這些光電接近開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)出不同材質(zhì)的物體，無(wú)論是金屬材料還是其他材質(zhì)。

　　在橫向輸送帶到返修站之間，運(yùn)輸板上的感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)必須確保運(yùn)輸板的準(zhǔn)確定位以及必要的加速與制動(dòng)，為此，輸送帶旁還設(shè)置有金屬材質(zhì)的信號(hào)發(fā)送器，當(dāng)運(yùn)輸板路過(guò)時(shí)，供接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)式交變磁場(chǎng)檢測(cè)，并觸發(fā)相應(yīng)的PLC發(fā)出通知信息。

　　完美結(jié)合的成功經(jīng)驗(yàn)

　　為了分布式地連接現(xiàn)場(chǎng)各處的傳感器，該廠配置了SimaticET200SF站，它還能通過(guò)Profisafe與故障安全型Simatic控制器直接通信。Ecofast程序的智能電機(jī)啟動(dòng)器或變頻器控制著輸送帶單元的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該廠采用供電母線(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元供電，而通信用電源則通過(guò)ProfibusDP系統(tǒng)提供。故障或工作切換時(shí)，可通過(guò)電機(jī)啟動(dòng)器安全地切斷各個(gè)組和一次回路。目前，歐寶公司還完成了該項(xiàng)功能針對(duì)其它應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

　　通往橫向傳輸機(jī)提升裝置的卷閘門(mén)處安裝的IQ-Sense光感式接近開(kāi)關(guān)能直接通過(guò)控制器方便地進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置

　　傳感技術(shù)與高層過(guò)程控制系統(tǒng)的集成由西門(mén)子非接觸式MobyI運(yùn)行識(shí)別系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。MobyI系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)就是歐寶公司涂裝設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)配置。借助MobyI的數(shù)據(jù)媒體，監(jiān)控系統(tǒng)能清晰地識(shí)別車(chē)身。所用組件防護(hù)等級(jí)均高達(dá)IP67，它帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)極為明顯，能適應(yīng)非常惡劣的工業(yè)環(huán)境，因而，電機(jī)啟動(dòng)器無(wú)需再安裝在控制柜內(nèi)，而是可以就近驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接安裝。

　　歐寶公司相關(guān)負(fù)責(zé)人在描述該項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)：我們從上到下各個(gè)層面上的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用都非常成功。現(xiàn)在，這些被采用Profisafe組件(S7-416F、417F和ET200SF)已加入了歐寶公司標(biāo)準(zhǔn)許可組件表，為歐寶公司其它歐洲生產(chǎn)基地的工廠，如Gliwice和Antwerp等工廠使用這些組件建立了基礎(chǔ)。