安全总线在汽车焊装自动化控制中的应用

周华

中国汽车工业工程有限公司天津300113

摘要：结合实际，以安全总线为研究背景，在分析汽车焊装自动化控制硬件系统内容的同时，对安全总线在汽车焊装自动化控制中的应用要点进行研究，希望分析后，可以给相关工作人员提供参考。

关键词：安全总线；汽车焊装；自动化控制；应用

前言

目前汽车在我们生活中十分常见，越来越多的人们在汽车方向有了更高的追求。随着科技的不断更新，我国工业技术的不断发展，很多曾经曾困扰工业生产的弊端及缺点得以解决。本文将集中探讨安全总线系统的应用。

安全总线系统是指将安全技术整合到日常标准控制系统当中，将标准的I/O与安全故障I/O之间建立相互通信关系，在他们当中利用安全集成控制器选择相同的总线，并保障原有的总线系统能够与现代科技发展所产的新兴系统相互协调合作。优点是能够令传统焊装车间控制系统的软件更加易懂，方便日常工作的阅读与保养维护，在一定程度上可以推动汽车焊装向更好的自动化控制发展进步。

1汽车焊装自动化控制硬件系统分析

在实际的生产作业当中，人们通常将焊装车间分为几类独立的部分进行控制，可以在同一平台划分成单独控制的各个生产线，从设备层，监控层以及控制层，三个层面分别进行汽车焊装自动化控制，并采用不同的软件及硬件设备运用到三种不同的层次，使相同的软件及硬件设备在运用当中实现不相同的功能。以下分别从各个层面做简单描述。

1.1汽车焊装设备层

现场电气设施是PLC控制系统当中的利用科技及相关设施进行工作的高端技术，通常用来指汽车焊装的设备层。简单举例，比如无线射频读写设施，光幕，扫描枪，机器人等系列电气设施。但根据现代化工业目前的发展现状，网络集成自动化逐渐走入人们的视野，并且这种基于总线技术的网络集成自动化，已经成为了目前在汽车焊装自动化当中的热点技术。各类应用软件以及应用技术得到了迅速的发展。其中包括Interbus、Profibus、DeviceNet等。

1.2汽车焊装控制层

汽车焊装的控制层主要由焊装车间自动化生产线当中的plc系统构成。参与在这个控制层的系统主要包括ANDON系统信息采集PLC控制系统、左/右侧围PLC控制系统、主频线PLC控制系统以及地板线PLC控制系统等。这些系统分布于不同的岗位，但是接入相同的管理型工业以太网交换机，这样就可以很好的实现控制功能，建立相互结构，最终统一把信息输出到车间的监控层，完成一系列复杂的控制操作。

1.3汽车焊装监控层

一些有关生产管理的系统，例如ANDON系统服务器、监控管理系统服务器，相互作用共同作业构成车间当中的监控层。监控层的主要作用，是从上级单位系统取得各个生产线的生产计划，下发至各个生产线，设定生产任务，然后再将各个生产线的生产任务完成情况，发送至上级单位系统，由上级系统汇总整合分析，最终实现生产过程的协调，完成上位监控与管理。接受的信息主要来自于厂级MEC（ManufacturingExecutionSystem）。

1.4汽车焊装安全总线

全球有几家Rockwell、Siemens等这样的权威自动化系统公司，分析目前汽车焊装在实际运用当中的情况与发生的问题，选择和OMRON、SICK等传感器生产公司进行深层次的合作，比如InterbusSafety、PROFIsafe以及DeviceNetSafety等都是合作后研发的安全总线控制系统，这些控制系统，可以很好的兼容，并且具有良好的开放性。这些安全总线控制系统与传统的标准总线控制系统之间，主要的差距存在于，通信协议标准的差异性。安全总线控制系统，可以将安全的plc与标准的plc集成到一个完整的安全集成plc。并且，支持标准的I/O通信与故障安全I/O通信，可以在其他参数影响不变的条件下，节约一整套plc硬件系统，软件系统。并且可以节约一定量的工作，简化在安装方面的工作。能够实现安全集成PLC带安全协议的现场总线安全I/O的直接连接。在安全性得到保障的前提下，实现连接的更为简洁，更加快速。对于这一方面取得的成就，目前我国对安全总线系统的运用，采取了多方面尝试，争取可以将安全总线控制系统在我国大力的推广及运用，完善我国焊接自动控制技术。

2汽车焊装自动化控制软件系统设计

在汽车焊装环节当中，汽车焊装自动化控制软件系统设计起到至关重要的作用，汽车焊装自动化控制软件系统设计更多的是将软件系统与硬件系统中间构建起桥梁，使得软件系统与硬件系统可以得到共同的发展。在我国日常的工业生产方面而言，针对汽车焊装自动化系统方面主要包括两种模式，一种使结构化变成模式，而另一种则是模块化变成模式。

2.1结构化编程模式

结构化编程模式，主要是利用了汽车在焊装线存在共同点这一特点应运而生。虽然汽车在焊装线上存在某些差异，但是其本身的功能结构单元存在很大一部分共同点。结构化编程模式可以提升程序结构的可读性与统一性，可以更加方便快捷的对汽车焊装自动化控制系统进行一些维护与工作的整改。在投入到生产作业当中，每个厂家应当与自身的PLC程序树状结构一致，因为不同的生产厂家，就对应着不同的生产需求。所以各个厂家的plc程序树状结构也不同。

2.2模块化编程模式

与结构化编程模式相似，同样是利用设备与运行方式的相同点，设置成模块化编程模式。并且优化了程序编辑的工作模式，提升了程序统一性，可读性，并且减少了工作量。用户可以通过自定义的方式进行模块化的编程，把原有的变量编辑转换成变量定义。利用plc程序，把同样的处理程序做成功能模块，并且通过I/O变量的差异进行编程。

2.3在焊接控制中的应用

从上文所述的各类技术应用来看，不难发现，随着科学技术信息化技术的进步与发展，安全总线在汽车焊装的控制化当中应用广泛且作用明显，下面针对我国在汽车工业生产上的发展，浅谈自动化焊接的作用。上文曾提到，目前，全球几家具有一定规模的自动化系统公司都是通过寻找传感器公司合作，开发出功能强大兼容性强的安全总线控制系统，将安全的plc与标准的plc集成到一个完整的安全集成plc。并且，支持标准的I/O通信与故障安全I/O通信，可以在其他参数影响不变的条件下，节约一整套plc硬件系统，软件系统。并且可以节约一定量的工作，简化在安装方面的工作。能够实现安全集成PLC带安全协议的现场总线安全I/O的直接连接。在安全性得到保障的前提下，实现连接的更为简洁，更加快速。并且此类技术，目前应用广泛，我国已经进行合理尝试，如若技术成熟，必将大力推广，进一步推动我国焊接自动化控制的发展。

3结语

随着现代科技的不断进步与发展，安全总线在汽车焊装自动化控制中应用的作用越来越明显，这项技术的成熟意味着汽车在焊接方面的效率可以得到大幅提升，并且在保证效率的情况下，提高质量。众所周知，自动化以及网络化的控制，是未来的发展趋势，在未来的各行各业接起到至关重要的作用，汽车焊装方面，将车间的生产方式向着智能化控制，分散化控制以及网络化控制的方向发展，不久的将来汽车焊装方面一定会得到质的飞跃。通过自动化控制系统的模块化编程方式，还可以大幅度的减少程序开发的时间，有效的减少，人工消耗，并且质量方面也会得到相应提升，有效的从根本源头上入手，解决掉编程时的质量与效率问题，笔者相信世界的自动化技术会得到提升，我国的自动化技术也会随着时间迈向另一个新的时代。

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