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[摘 要 ]随着科学技术的发展，自动化控制在汽车制造中发挥着越来越重要的作用。这样可以降低劳动强度，提高加工质量，进一步推进精益生产，为企业创造有竞争力的产品提供有效保障。随着市场结构的变化，国内汽车厂商应从库存中促销，带动生产模式。如何使生产现场透明化，进行可视性管理，以减少中间环节的浪费，节省劳动力，迅速适应市场需求，将成为企业关注的话题。自动控制技术在制造业中由于喷漆车间的特殊性，不能实现对车身的实时跟踪。
[关键词]汽车生产线;涂装车间;自动化控制;研究;实现
[中图分类号]TM63 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）04–00–03
[Abstract]With the development of science and technology， automation and control are playing an increasingly important role in automobile manufacturing.This can reduce labor intensity， improve processing quality， further promote lean production， and provide effective guarantee for enterprises to create competitive products.With the change of market structure.Domestic automobile manufacturers should promote sales from stock to drive production mode.How to make the production site transparent， visibility management， in order to reduce the waste of intermediate links， save labor， quickly adapt to market demand， will become a topic of concern to enterprises.Due to the particularity of spray painting vehicle threshold， automatic control technology can not realize real-time tracking of car body in manufacturing industry.
[Keywords]automobile production line; painting workshop; automatic control; research; realization
汽车涂装车间是汽车制造企业最严重的污染源。喷漆车间的能耗、水和挥发性有机化合物（VOC）排放占汽车制造过程能耗的60%，降低了喷漆车间的关键能源成本，降低了汽车制造成本。因此，操作的透明度，确定任何对产品质量和成本的影响，提高计划的实时性和灵活性，以及能否提高生产线的效率就成为了企业关注的问题。
1 系统范围概述
FAS系统覆盖范围：乘用车公司扩建乘用车基地新建车厂焊接车间、涂装车间、总装车间。FAS系统主要包括以下两个子系统：AVI系统和PMC系统：
AVI （Automatic Vehicle Identification，简称AVI）是一种自动车辆识别系统，它利用条形码或RFID（无线车辆识别）等手段对车身、零部件和车辆/吊具进行全程跟踪。
AVI 系统底层生产自动化设备连接到上层管理信息系统的关鍵环节，它的作用在MES系统至关重要，是一种最重要、最基本的功能模块：收到工厂水平生产调度计划系统的日常生产计划，根据生产计划生产自动化设备发送指令调用相应的处理程序指示生产，实际生产和返回的最后处理结果。同时，系统可以根据预先确定的路由规则（远程模式）或完全人为WS（本地模式）焊接车间区域，分色存储区域在油漆车间和组装车间面积PBS车辆优化调度，以确保车辆缓冲后重新排序序列尽可能计划生产序列，从而极大地提高涂层车间和装配车间的生产效率，同时减少损失的油漆车间和组装车间材料供应损失（多余的线边缘材料存储空间和不必要的来回移动）。
PMC系统（生产控制系统）是一种生产过程监控系统，PMC系统可以实时监控生产线自动化设备的操作条件，并在第一时间全面实时报警故障信息通过人机接口通知车间相关人员：监控生产状况的改变每个生产线的节拍时间，设备的正常运行时间，停机和故障类型。通过对数据库中记录信息的整理和分析，生成定制化的生产报告，为真正实现设备管理的最终目标——“预见性、预防性维修”奠定数据基础。
2 系统架构及说明
FAS系统架构主要分为两层。
（1）控制层。
控制层由中央机房及焊接、涂装、总装中控室的服务器、数据采集服务器和监控计算机组成。
（2）设备层。
设备层主要包括AVIPLC、AVI读写站、指示终端、on screen等。
（3）PMC系统方案。
PMC系统是FAS系统的一个子系统，其主要功能是对车间设备状态、报警、生产工艺参数进行监控和记录，并提供相应的报告，分析设备运行情况。PMC系统分为网络建设、设备监控、设备维护、诊断平台、报告等功能模块。
3 系统网络搭建
3.1 入网设备及接口
（1）焊接网设备及生产线PLC 20台，包括焊接主线、左右围线、WBS、调整线、缠绕机等。 （2）涂网设备及生产线PLC数量为55台，包括预处理电泳输送系统、机械化输送系统、喷涂机器人系统、涂胶机器人系统、烘干炉系统等。
（3）总装网设备及生产线PLC数量为35台，包括PBS、内线、底盘线、装配线、检测线、车门装配线、发动机装配线等。
（4）线体及设备控制器采用西门子PLC S7-300系列，统一标准以太网及DP/DP光电耦合器接口，与PMC、AVI系统进行数据交互。
3.2 设备接口类型
（1）PLC设备的状态、生产、报警、工艺参数等数据分别存储在DB1000、DB1001、DB1002、DB1003中，系统通过OPCServer采集关键数据并记录到PMC数据库服务器。
（2）类似的设备，如检测、灌装、收紧胶卷暗盒应该存储在不同的表的信息，特别是生产信息应该与条码绑定，并提供数据表文件，通过阅读其他数据库系统数据记录方法PMC数据库服务器的一些特殊的设备，设备制造商合作开发自定义接口。
3.3 车辆自动识别与跟踪
AVI系统子系统FAS系统的核心基地、生产序列，从上层AVI系统发布通过关键点AVI来说，阅读和写作通过扫描条形码序列，或读/写RDID跟踪生产汽车和汽车以指导生产装配指令，设备选择和工艺参数，如通过在焊接车间，喷涂车间和组装Ⅵ。我站根据计划或条码信息将车辆的车辆属性写入载体代码，并在这些重要位置从装载代码中读出汽车车身的车辆属性，以及车辆属性的加工参数来指导其自动化设备的准确。站点AVI扫描站具有RFID读写、扫描车辆条码、条码检测、输出计数、合格判断等功能。
3.4 可编程序控制器（PLC）技术
随着微电子技术大规模集成电路技术，计算机技术以及通信技术的发展，PLC在技术和功能上都有了飞跃。在最初逻辑运算的基础上，增加模量等功能模块，形成数值运算和兑换调节。特别是PLC利用特殊的数据高速公路（高速公路）逐渐将一个共同的网络标准化，使PLC之间的通信制造企业标准化。PLC实现条件和其他各种电脑系统和设备的整合，正在形成大型控制系统。道具控制了个人电脑系统和格式f717在pc程序开发领域的持续过程，目前以PLC的f717系统为依据在国内外广泛应用。
PLC投入运行时，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
（1）采樣输入-输入的气阀状态，存储状态数据进行下一步使用的检查。
（2）执行程序后，PLC依次执行用户程序中的指令，执行结果暂时保存。
（3）根据更新输出-1阶段输入状态，输入规定的输出结果的第2阶段程序。
这三个阶段被称为扫描周期。PLC的轮作过程全部按一定比例反复进行，并执行上述3个阶段。PLC输入数据处理的信号和控制输出信号的不同时间扫描仪解析帮助系统能够设计程序控制器的方法是尽可能利用目前先进的电脑技术满足用户的需求，PLC和继电器接入控制电路除了重要的差别之外，还需要其他界面和外部物理世界（如i/0点），实现其他内部逻辑功能。这种逻辑功能不仅有替代性，而且大大超过了中间继电器，计时继电器等硬件的逻辑学的实现可能性，从而为PLC的稳定性和简便编成奠定了基础。
4 系统总体设计
4.1 控制系统组成
合理的控制系统设计能够提高系统的稳定性、可靠性和稳定性保护。图1为系统示意图。整个控制系统可以分为上层监控系统、配电控制系统、现场部分。现场部分由现场设备和现场操作盒组成。
4.2 监控界面的总体设计
该系统有很多监控设备，需要收集和显示数据，不能在同一屏幕上显示全部内容。于是根据系统的构成，把照片分类，分别开发出不同的界面，通过转折按钮，将每张照片相互转换。精密加工系统与真线加工系统相连接的单一系统，按通用系统屏幕上的设备图标，进入各单一系统的详细画面。它们在本地区都是由它们实际运行的。这样系统中大部分信息就能显示在一张图上。下图显示整个监视系统的结构。
4.3 上位监控及工程师站
上述装置使用了两台西门子工业控制计算机。它主要负责系统各种变量的人机交流、安装、监控、数据储存等操作，还负责工程画面，工艺流程和设备的生产运行标识。现场设备可以手动操作，控制命令可以在图表荧光屏上发布。生产过程中的可执行数据可经常保存在端口历史中。管理所可以开发软件和网络通信部。操作系统平台是中文windows XP，高级监控软件是由西门子windows cc6.0组第二次开发。
4.4 PLC与UPS柜
PLC将安装储物柜，PLC和UPS等配件。这可以完成对所有现场工程的收集和控制。PLC：仪表板上安装了s7-400个控制器模块、电源模块及eatnet模块。PLC kipe还搭载了德国凤凰防震总线模块及总线DI、D0、AI、A0模块。扩展、运行和维护都很容易，这些模块可以从程序中选择输入模块的信号类型，输出模块直接具有功率的输出功能，可以完成各种规则和复杂的控制电路。PLC是用欧元区隔离器进行拦截的，PLC本身利用新自由膜很容易与上位器连接。PLC仪表板上还安装了紧急停止按钮，因此一旦发生紧急状况，就会被停止工作。
4.5 现场配电柜与变频器控制柜
控制器是控制室精密的线路系统中各种发动机，传感器和其他装备的滚轮动力，控制板电气设备电压等级为380/220V。这是由中控制室统一控制PLC实现的。船体自动等待、自动前进、后退、上下移动PLC。中央控制室的上述单位（在选择工业控制计算机的前提下）可以对电气设备的运行状况，参数和故障经过进行监测。变频器主要用于控制精炼线的真空和出口速度。频率变速器安装了本地操作按钮，通过频率变速器控制滚筒电的速度和机器停止状态。
4.6 现场操作盒
一种是直接操作现场，另一种是连接各远程I/O站点，将各设备状态信号传送给PLC，手动操作比中央控制室更优先，只有通过远程遥控改变状态开关才能自动控制。因此，在连接自动运营体系之前，首先进行连接现场各运营箱子的调试。该系统控制系统上各滚筒的前进、后退、起降、现场设备手动紧急停止控制、现场设备位置恢复控制等。
5 结语
本文从涂料车间生产链识别系统的研究出发，分析了自动控制技术在制造业中的应用。这个项目不仅反映了投资为了节省成本，减少能源消耗，减少现场工作和其他方面，关键是自动的初步尝试，未来可以实现在焊接车间和组装车间，减少工人的劳动强度，减少工人的劳动强度，提高管理的质量，进一步促进精益生产，创造产品竞争力的基础。
参考文献
[1] 李钢，安胜敏，廖俊军，等.汽车涂装生产线的优化与仿真[J].工业工程，2008（5）：71-75.
[2] 周杰，陈慕祖.中国汽车涂装生产线新技术的应用及发展[J].现代涂料与涂装，2007（4）：41-44
[3] 尹志勇.汽车涂装生产线的柔性化关键技术研究[D].江苏：江苏大学，2018.
[4] 邹冰倩.汽车涂装车间能耗分析与节能技术研究及应用[D].重庆：重庆理工大学，2016.
[5] 成猛.汽车制造涂装生产线信息化集成平台研究[D].北京：电子科技大学，2014.
[6] 钟辉.无线射频识别在整车生产制造执行系统中的应用研究[D].重庆：重庆大学，2012.
[7] 倪霖.基于RFID的汽车生产线信息集成模式及关键技术研究[D].重庆：重庆大学，2010.
[8] 伍仲秋.汽车生产线涂装车间自动化控制研究与实现[D].广州：华南理工大学，2009.
[9] 武雷民.汽车涂装网络控制系统设计与关键技术研究[D].武汉：华中科技大学，2007.
[10] 黄刚.混流装配生产的计划排序及其执行过程管理[D].武汉：华中科技大学，2007.
[关键词]汽车生产线;涂装车间;自动化控制;研究;实现
[中图分类号]TM63 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）04–00–03
[Abstract]With the development of science and technology， automation and control are playing an increasingly important role in automobile manufacturing.This can reduce labor intensity， improve processing quality， further promote lean production， and provide effective guarantee for enterprises to create competitive products.With the change of market structure.Domestic automobile manufacturers should promote sales from stock to drive production mode.How to make the production site transparent， visibility management， in order to reduce the waste of intermediate links， save labor， quickly adapt to market demand， will become a topic of concern to enterprises.Due to the particularity of spray painting vehicle threshold， automatic control technology can not realize real-time tracking of car body in manufacturing industry.
[Keywords]automobile production line; painting workshop; automatic control; research; realization
汽车涂装车间是汽车制造企业最严重的污染源。喷漆车间的能耗、水和挥发性有机化合物（VOC）排放占汽车制造过程能耗的60%，降低了喷漆车间的关键能源成本，降低了汽车制造成本。因此，操作的透明度，确定任何对产品质量和成本的影响，提高计划的实时性和灵活性，以及能否提高生产线的效率就成为了企业关注的问题。
1 系统范围概述
FAS系统覆盖范围：乘用车公司扩建乘用车基地新建车厂焊接车间、涂装车间、总装车间。FAS系统主要包括以下两个子系统：AVI系统和PMC系统：
AVI （Automatic Vehicle Identification，简称AVI）是一种自动车辆识别系统，它利用条形码或RFID（无线车辆识别）等手段对车身、零部件和车辆/吊具进行全程跟踪。
AVI 系统底层生产自动化设备连接到上层管理信息系统的关鍵环节，它的作用在MES系统至关重要，是一种最重要、最基本的功能模块：收到工厂水平生产调度计划系统的日常生产计划，根据生产计划生产自动化设备发送指令调用相应的处理程序指示生产，实际生产和返回的最后处理结果。同时，系统可以根据预先确定的路由规则（远程模式）或完全人为WS（本地模式）焊接车间区域，分色存储区域在油漆车间和组装车间面积PBS车辆优化调度，以确保车辆缓冲后重新排序序列尽可能计划生产序列，从而极大地提高涂层车间和装配车间的生产效率，同时减少损失的油漆车间和组装车间材料供应损失（多余的线边缘材料存储空间和不必要的来回移动）。
PMC系统（生产控制系统）是一种生产过程监控系统，PMC系统可以实时监控生产线自动化设备的操作条件，并在第一时间全面实时报警故障信息通过人机接口通知车间相关人员：监控生产状况的改变每个生产线的节拍时间，设备的正常运行时间，停机和故障类型。通过对数据库中记录信息的整理和分析，生成定制化的生产报告，为真正实现设备管理的最终目标——“预见性、预防性维修”奠定数据基础。
2 系统架构及说明
FAS系统架构主要分为两层。
（1）控制层。
控制层由中央机房及焊接、涂装、总装中控室的服务器、数据采集服务器和监控计算机组成。
（2）设备层。
设备层主要包括AVIPLC、AVI读写站、指示终端、on screen等。
（3）PMC系统方案。
PMC系统是FAS系统的一个子系统，其主要功能是对车间设备状态、报警、生产工艺参数进行监控和记录，并提供相应的报告，分析设备运行情况。PMC系统分为网络建设、设备监控、设备维护、诊断平台、报告等功能模块。
3 系统网络搭建
3.1 入网设备及接口
（1）焊接网设备及生产线PLC 20台，包括焊接主线、左右围线、WBS、调整线、缠绕机等。 （2）涂网设备及生产线PLC数量为55台，包括预处理电泳输送系统、机械化输送系统、喷涂机器人系统、涂胶机器人系统、烘干炉系统等。
（3）总装网设备及生产线PLC数量为35台，包括PBS、内线、底盘线、装配线、检测线、车门装配线、发动机装配线等。
（4）线体及设备控制器采用西门子PLC S7-300系列，统一标准以太网及DP/DP光电耦合器接口，与PMC、AVI系统进行数据交互。
3.2 设备接口类型
（1）PLC设备的状态、生产、报警、工艺参数等数据分别存储在DB1000、DB1001、DB1002、DB1003中，系统通过OPCServer采集关键数据并记录到PMC数据库服务器。
（2）类似的设备，如检测、灌装、收紧胶卷暗盒应该存储在不同的表的信息，特别是生产信息应该与条码绑定，并提供数据表文件，通过阅读其他数据库系统数据记录方法PMC数据库服务器的一些特殊的设备，设备制造商合作开发自定义接口。
3.3 车辆自动识别与跟踪
AVI系统子系统FAS系统的核心基地、生产序列，从上层AVI系统发布通过关键点AVI来说，阅读和写作通过扫描条形码序列，或读/写RDID跟踪生产汽车和汽车以指导生产装配指令，设备选择和工艺参数，如通过在焊接车间，喷涂车间和组装Ⅵ。我站根据计划或条码信息将车辆的车辆属性写入载体代码，并在这些重要位置从装载代码中读出汽车车身的车辆属性，以及车辆属性的加工参数来指导其自动化设备的准确。站点AVI扫描站具有RFID读写、扫描车辆条码、条码检测、输出计数、合格判断等功能。
3.4 可编程序控制器（PLC）技术
随着微电子技术大规模集成电路技术，计算机技术以及通信技术的发展，PLC在技术和功能上都有了飞跃。在最初逻辑运算的基础上，增加模量等功能模块，形成数值运算和兑换调节。特别是PLC利用特殊的数据高速公路（高速公路）逐渐将一个共同的网络标准化，使PLC之间的通信制造企业标准化。PLC实现条件和其他各种电脑系统和设备的整合，正在形成大型控制系统。道具控制了个人电脑系统和格式f717在pc程序开发领域的持续过程，目前以PLC的f717系统为依据在国内外广泛应用。
PLC投入运行时，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
（1）采樣输入-输入的气阀状态，存储状态数据进行下一步使用的检查。
（2）执行程序后，PLC依次执行用户程序中的指令，执行结果暂时保存。
（3）根据更新输出-1阶段输入状态，输入规定的输出结果的第2阶段程序。
这三个阶段被称为扫描周期。PLC的轮作过程全部按一定比例反复进行，并执行上述3个阶段。PLC输入数据处理的信号和控制输出信号的不同时间扫描仪解析帮助系统能够设计程序控制器的方法是尽可能利用目前先进的电脑技术满足用户的需求，PLC和继电器接入控制电路除了重要的差别之外，还需要其他界面和外部物理世界（如i/0点），实现其他内部逻辑功能。这种逻辑功能不仅有替代性，而且大大超过了中间继电器，计时继电器等硬件的逻辑学的实现可能性，从而为PLC的稳定性和简便编成奠定了基础。
4 系统总体设计
4.1 控制系统组成
合理的控制系统设计能够提高系统的稳定性、可靠性和稳定性保护。图1为系统示意图。整个控制系统可以分为上层监控系统、配电控制系统、现场部分。现场部分由现场设备和现场操作盒组成。
4.2 监控界面的总体设计
该系统有很多监控设备，需要收集和显示数据，不能在同一屏幕上显示全部内容。于是根据系统的构成，把照片分类，分别开发出不同的界面，通过转折按钮，将每张照片相互转换。精密加工系统与真线加工系统相连接的单一系统，按通用系统屏幕上的设备图标，进入各单一系统的详细画面。它们在本地区都是由它们实际运行的。这样系统中大部分信息就能显示在一张图上。下图显示整个监视系统的结构。
4.3 上位监控及工程师站
上述装置使用了两台西门子工业控制计算机。它主要负责系统各种变量的人机交流、安装、监控、数据储存等操作，还负责工程画面，工艺流程和设备的生产运行标识。现场设备可以手动操作，控制命令可以在图表荧光屏上发布。生产过程中的可执行数据可经常保存在端口历史中。管理所可以开发软件和网络通信部。操作系统平台是中文windows XP，高级监控软件是由西门子windows cc6.0组第二次开发。
4.4 PLC与UPS柜
PLC将安装储物柜，PLC和UPS等配件。这可以完成对所有现场工程的收集和控制。PLC：仪表板上安装了s7-400个控制器模块、电源模块及eatnet模块。PLC kipe还搭载了德国凤凰防震总线模块及总线DI、D0、AI、A0模块。扩展、运行和维护都很容易，这些模块可以从程序中选择输入模块的信号类型，输出模块直接具有功率的输出功能，可以完成各种规则和复杂的控制电路。PLC是用欧元区隔离器进行拦截的，PLC本身利用新自由膜很容易与上位器连接。PLC仪表板上还安装了紧急停止按钮，因此一旦发生紧急状况，就会被停止工作。
4.5 现场配电柜与变频器控制柜
控制器是控制室精密的线路系统中各种发动机，传感器和其他装备的滚轮动力，控制板电气设备电压等级为380/220V。这是由中控制室统一控制PLC实现的。船体自动等待、自动前进、后退、上下移动PLC。中央控制室的上述单位（在选择工业控制计算机的前提下）可以对电气设备的运行状况，参数和故障经过进行监测。变频器主要用于控制精炼线的真空和出口速度。频率变速器安装了本地操作按钮，通过频率变速器控制滚筒电的速度和机器停止状态。
4.6 现场操作盒
一种是直接操作现场，另一种是连接各远程I/O站点，将各设备状态信号传送给PLC，手动操作比中央控制室更优先，只有通过远程遥控改变状态开关才能自动控制。因此，在连接自动运营体系之前，首先进行连接现场各运营箱子的调试。该系统控制系统上各滚筒的前进、后退、起降、现场设备手动紧急停止控制、现场设备位置恢复控制等。
5 结语
本文从涂料车间生产链识别系统的研究出发，分析了自动控制技术在制造业中的应用。这个项目不仅反映了投资为了节省成本，减少能源消耗，减少现场工作和其他方面，关键是自动的初步尝试，未来可以实现在焊接车间和组装车间，减少工人的劳动强度，减少工人的劳动强度，提高管理的质量，进一步促进精益生产，创造产品竞争力的基础。
参考文献
[1] 李钢，安胜敏，廖俊军，等.汽车涂装生产线的优化与仿真[J].工业工程，2008（5）：71-75.
[2] 周杰，陈慕祖.中国汽车涂装生产线新技术的应用及发展[J].现代涂料与涂装，2007（4）：41-44
[3] 尹志勇.汽车涂装生产线的柔性化关键技术研究[D].江苏：江苏大学，2018.
[4] 邹冰倩.汽车涂装车间能耗分析与节能技术研究及应用[D].重庆：重庆理工大学，2016.
[5] 成猛.汽车制造涂装生产线信息化集成平台研究[D].北京：电子科技大学，2014.
[6] 钟辉.无线射频识别在整车生产制造执行系统中的应用研究[D].重庆：重庆大学，2012.
[7] 倪霖.基于RFID的汽车生产线信息集成模式及关键技术研究[D].重庆：重庆大学，2010.
[8] 伍仲秋.汽车生产线涂装车间自动化控制研究与实现[D].广州：华南理工大学，2009.
[9] 武雷民.汽车涂装网络控制系统设计与关键技术研究[D].武汉：华中科技大学，2007.
[10] 黄刚.混流装配生产的计划排序及其执行过程管理[D].武汉：华中科技大学，2007.