基于PAC控制器的涂装车间机运自动化

陈允刚

（包头职业技术学院,内蒙古 包头 014035）

0 引言

在工业高速发展的今天，为提高生产制造的节拍，保证生产线各环节的协调与合理利用，同时也减少人力成本，打造现代化生产线已成为当务之急。本文以北奔重卡涂装车间机运为例，讲述如何以PAC为核心，实现机运自动化以及需要注意的要点。

PAC是控制引擎的集中，涵盖PLC用户的多种需要，以及制造业厂商对信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和扩大的控制能力，以及PC-based控制中基于对象的、开放数据格式和网络连接等功能。从PAC的定义可以看出PAC具各的特性，可以完成复杂的功能，并且系统的硬件和软件无缝集成，提高了控制系统的性能。而要完成这些功能，PLC需要额外的扩展卡才能完成。

1 传统涂装工艺和系统

1.1 传统涂装工艺

涂装机运始于焊装出口，途径电泳、烘干，烘干之后更换吊具，打密封胶，再换回滑撬运输进入面漆、打蜡等工艺，其中各个工艺环节设立外观检查与返修循环，最后换撬进入总装结束,其涂装工艺如图1所示：

图1 汽车涂装工艺流程

1.2 油漆车间中控室中央控制系统

油漆车间中控室中央控制系统的控制对象，主要由两大部分组成：油漆工艺控制系统和输送控制系统。

1.2.1 油漆工艺控制系统

油漆工艺控制系统主要是围绕汽车涂装生产中各部分工艺过程，对其设备按照相应工艺要求进行控制和检测。油漆工艺车间汽车涂装工艺过程主要有预处理、电泳、密封、底漆和面漆等。油漆工艺控制系统要根据每一项工艺过程的具体工艺要求，通过控制装置PLC控制相应工艺设备和环境设备，例如：预处理和电泳工艺过程中的各种浸槽和喷淋设备，密封、底漆和面漆工艺过程中的喷胶或喷漆房设备和烘房设备，及各个工艺过程中控制温度、湿度、压力和风速的环境设备。油漆工艺控制系统主要目的是使各个工艺设备和环境设备按照工艺要求正常运行，以保证汽车涂装质量。

1.2.2 输送控制系统

输送控制系统主要控制油漆车间的输送链和升降运输系统。它贯穿着油漆车间的汽车涂装生产的全过程，即在输送链和升降机的输送作用下，使轿车白车身以一定的节拍，按照涂装工艺顺序，依次通过汽车涂装各个工艺设备和环境设备，完成相应涂装加工工艺。输送控制系统要通过控制装置PLC，控制分布在整个油漆车间的各段输送链和升降机运行。输送控制系统一方面要完成轿车白车输送、转挂和储存任务，另一方面还要按汽车涂装各部分工艺要求，对输送的车身还必须要在程序的控制下，实现升降、变节距、变速、摆动和倾斜等动作，从而保证油漆车间连续自动化生产。

2 现在油漆车间中控室中央控制系统的主要缺陷

要保证整个系统的安全性，首先在各个工艺链的出入口设置急停按钮盒，面漆工艺段因为易燃、易爆而采用防爆隔离栅代替普通传感器；其次，除了在硬件上安装极限开关之外，还在底层通过编写联锁程序，防止操作人员在设备处于非安全状态时误操作。

机运系统与工艺机器人的车型信息交互、存储区车型的排序、返修区域的自动路径选择，将是实现自动化的难点。

3 解决方法

为了合理分配各个控制系统的负荷，同时也使整个系统结构清晰、维护方便，本方案系统电力与网络采用树状结构设计。

为了合理分配各个控制系统的负荷，同时也使整个系统结构清晰、维护方便，本方案系统电力与网络采用树状结构设计:

该方案将整个系统划分为若干个区域，每个区域有一个MCP（主控制柜），各配备一台可编程控制器，MCP（主控制柜）再通过光纤网络连接到本区域的各个RCP（分控制柜），保证了网络的稳定性，也就是整条生产线的稳定性，最终通过光纤交换机转为以太网连接到变频器、远程IO等设备，同时各种电气设备包括马达过载保护开关、继电器、接触器等也安装在每个MCP或者RCP内。

选用CoontrolLogix L65 PAC 可编程运动控制器来进行控制，因其集成了集成架构的优点，即将不同的控制要求（顺序控制，过程控制，运动控制，传动控制）集成于一个统一的控制平台。三种网络无缝连接（以太网，控制网，器件网），它采用RSLogix5000软件进行配置，编程和监控。运动控制功能已经嵌入到RSLogix5000编程软件和控制器中。通过安装在生产线的传感器来确定台车的位置，记录台车的车型信息，并根据输送情况实时推送车型信息的记录，同时为了防止推送出现误差，还在关键工位设立RFID读写站，将车型信息通过读写头写入装置在台车上的RFID载码体内。在机面漆工艺段，再从RFID读取准确的车型信息递交给机器人。

4 结论

本系统可根据需要合理的设置维修间个数，每个维修间设立一个按钮盒反馈该维修间是否作业完毕，同时检查站设置按钮盒，操作人员通过选择按钮来记录车架的良莠。利用RSLogix编程的灵活性，实现了自动根据车型，检查站打分情况，存储区在路径上的车辆状况，自动有序地选择路径，到达相应的返修间。从而大大的提高了控制的精度和稳定性，为涂装车间的高效精密生产作出了应有的贡献。

[1]宋华,王锡春.电泳涂料[J].涂料工业,1993,25(03):53-56.

[2]刘广容，郭稚弧.环氧聚氨酯型彩色阴极电泳涂料[J].涂料工业，1996,33(02):5-9.

[3]柯跃虎,杨卓如.阴极电泳涂料的发展动态[J].合成材料老化与应用，2003,21(01):23-25.

[4]刘广容，郭稚弧.环氧聚氨酯型彩色阴极电泳涂料[J].涂料工业，1996,18(03):5-8.