分享好友 方案首页 频道列表

汽车涂装车间全集成自动化系统(TIA)

2012-04-15

汽车涂装车间的目标在于让市场上销售的每辆车让消费者看起来都更加完美,因而,车间的各个工艺环节都必须具备非常高的自动化水平,完善的全方位自动化输送系统和质量监控系统必不可少。

在汽车工业,优化的生产解决方案必不可少,欧宝公司位于德国Ruesselsheim的汽车厂也不例外。

Ruesselsheim汽车厂是欧宝公司在德国的几个主要生产基地之一,主要进行全新威达(Vectra)系列车型的外部涂装工作和组装工作。在欧洲,欧宝的品牌是家庭轿车市场的守护者,威达是欧宝品牌里的一款中坚车系,它以扎实的德系车体工艺质量、组装品质以及良好的操控性能在市场中广受认可。

良好的制造品质来自于先进的自动化控制技术和工艺设备。20多年来,欧宝公司的Ruesselsheim汽车厂一直高度重视自动化控制技术,无论是涂装线还是总装线。该厂采用了各种先进的控制技术——自继电器控制、远程机械控制和第一代 S5 与 S7 系统,直到现场总线技术与最现代化的 Ecofast 系统。

通过感应式接近开关和地板安装型信号发生器(右)控制横向输送线的运输板的速度、制动以及定位,输送机单元的 Ecofast 电机启动器(左)的结构符合 IP 67规定,故可以直接安装在驱动电机上




涂装车间的TIA

该厂的涂装车间拥有完备的涂装设备,这些设施占有100多万m3的封闭式空间,规模相当于一个足球运动场。涂装车间拥有 3500m长的输送线,其中1200m连接白车身总装线到涂装线,约 800m用于送走涂装完毕的汽车,这两条输送线之间,还有一条最多可存放 426 辆汽车的缓冲线。该设施的设计日生产能力为 1495 辆汽车,如果两班制运行的话,每小时可以完成108 辆汽车涂装的工作。

在如此规模的多层立体涂装车间底层,有三个返修台的工位专门负责对有涂装缺陷的车体进行非常精细的修补,消除诸如微小气泡等非常细小的缺陷。返修台在车间的底层,这也是该车间在常规的滚筒输送线、水平输送线和链式输送线以外,另设自动化提升装置的原因。

在严格的质量体系下,车间的各个工艺环节都必须具备非常高的自动化水平,所以,完善的全方位自动化输送系统和质量监控系统必不可少。这也正是Ruesselsheim 汽车厂的情形,它的涂装设施采用了传感器业的最新技术以实现全自动输送控制。

输送控制系统专门监控车体前往三个返修台以及随后返回喷涂车间的输送工作。车体从上层输送系统被送上运输托板后,将在两层输送带之间全自动地进行传输。系统的控制器采用一台 Sicalis PMC7_CS,以确保安全运转,并在统一的用户界面下,透明地监控所有过程。Sicalis平台统一的运作与诊断方案支持集成化的、快速的安全故障检测功能,这一点尤为有利。故障安全型 Simatic S7-416F 以远程主控制站的形式协调安全保护系统的工作。

总体上,该系统的可用性能提高到了 99.85%,而且特别值得一提的是,西门子系列自动化设备及传感器模块的智能互联确保了整个涂装生产流程之间的信息交互以及整个系统的顺畅工作与操作安全性,实现了整个自动化系统在生产过程中水平和垂直方向上的集成,能够减少工程成本,提高生产率,降低生命周期成本——这些都是当今世界对生产成本合理化不可或缺的要求。涂装车间自动化系统在整体层面上的安全性、可靠性和可用性等体现了“全集成自动化系统(TIA)”的最高水平,堪称典范。



通过 Profisafe,激光扫描器直接连接至故障安全型 Simatic S7-416F控制器,对卷闸门与横向输送机之间的区域进行 190° 的监控




传感器带来了工厂革新


由于传感器技术的巨大进步,现代化工厂出现了许多重大的革新。比如在欧宝公司,在提升装置卷闸门前部安装有一台 LS4 激光扫描器,使它在现场总线级通过 Profisafe(故障安全通信总线)直接与 Profibus DP 系统的PLC通信,因而能同时利用 PLC 内集成的防护技术,确保生产安全。

LS4激光扫描器是全球第一个在Profisafe总线系统下安装的装置,其工作范围为190°,能监控该范围内精确划定的防护区域,这样,即使在4m以外,也能识别出穿黑衣服的人员,并将警报信息发送至 15m以外的人员或目标。

在LS4激光扫描器的旁边,设有三光束类别4光栅以及4个 IQ-Sense 光传感器,以实现最好的传输线旁操作人员的安全性以及高度的应用灵活性。这里,IQ-Sense光传感器意味着组合传感器与控制器以构成系统仅需少量工作。单根双芯电缆便可同时传输动力与数据,实现传感器/控制器模块一侧的最佳通信。

通过 IntelliTeach 功能检测新目标便可校准 IQ-Sense光传感器,因此,该传感器技术的突出优点就是调试工作快捷、方便,且设置参数后就可传送给其它任何一个传感器,能更进一步节省时间。此外,IQ-Sense光传感器还支持按通道对系统进行诊断,因而它也更加安全——它能自动报告断线、短路、传感器/模块失调或故障,有助于避免故障,并将停机时间降至最少。IQ-Sense光传感器的另一个特点是其提升装置旁直接设置有两个 C40 封装形式的IQ-Sense 光式接近开关,以控制安装于该处的卷闸门。一旦检测到车体,传感器便开始定位并起动系统的电机启动器。与感应式接近开关不同,这些光电接近开关可以检测出不同材质的物体,无论是金属材料还是其他材质。

在横向输送带到返修站之间,运输板上的感应式接近开关必须确保运输板的准确定位以及必要的加速与制动,为此,输送带旁还设置有金属材质的信号发送器,当运输板路过时,供接近开关的感应式交变磁场检测,并触发相应的 PLC 发出通知信息。

完美结合的成功经验

为了分布式地连接现场各处的传感器,该厂配置了Simatic ET 200SF站,它还能通过 Profisafe与故障安全型 Simatic 控制器直接通信。Ecofast 程序的智能电机启动器或变频器控制着输送带单元的驱动电机。该厂采用供电母线对驱动单元供电,而通信用电源则通过Profibus DP系统提供。故障或工作切换时,可通过电机启动器安全地切断各个组和一次回路。目前,欧宝公司还完成了该项功能针对其它应用的标准化工作。


通往横向传输机提升装置的卷闸门处安装的 IQ-Sense 光感式接近开关能直接通过控制器方便地进行参数化设置





传感技术与高层过程控制系统的集成由西门子非接触式 Moby I运行识别系统来实现。Moby I系统长期以来就是欧宝公司涂装设施的标准配置。借助 Moby I 的数据媒体,监控系统能清晰地识别车身。所用组件防护等级均高达 IP 67,它带来的优点极为明显,能适应非常恶劣的工业环境,因而,电机启动器无需再安装在控制柜内,而是可以就近驱动电机直接安装。


欧宝公司相关负责人在描述该项目的成功经验时说:我们从上到下各个层面上的自动化系统应用都非常成功。现在,这些被采用 Profisafe 组件(S7-416F、417F 和 ET 200SF)已加入了欧宝公司标准许可组件表,为欧宝公司其它欧洲生产基地的工厂,如 Gliwice 和 Antwerp等工厂使用这些组件建立了基础。

收藏
神州普惠试验检验管理解决方案
试验检验管理系统TCM紧紧围绕产品生产试验检验的全过程进行系统规范的监控和管理,有力的监管了整个试验检验过程、协调组织了试验检验工作的开展、规范了试验检验过程的管理,同时还以方便高效的手段,整理和收集了全部试验检验过程的信息数据。

0评论2014-03-24

宏电工业级TD无线路由器应用于交警局电子警察项目
“电子警察”是高科技的交通管理手段,也是道路交通技术监控系统的重要环节,是智能交通系统建设的重要组成部分。它以其无人值守、自动记录、容量大、无需当场处罚、便于管理等优点成为交通管理工作中必不可少的装备。

0评论2013-02-27

领邦公布新型全自动检测方案:弹丸尺寸的快速检测
近日,北京领邦仪器技术有限公司(后文简称“领邦”)公布了一套新型的全自动检测方案——弹丸尺寸检测系统。该系统是一套在线全自动终检设备,采用激光扫描的方式,在计算机中还原炮弹外形,能够实现炮弹外形尺寸和形位公差的快速检测,满足大批量产品的在线自动化检测,避免人为检测造成的误差,同时保证数据的可靠性以及提高数据管理方便性。

0评论2012-08-31

仪器总线技术的回顾与展望
在测试测量领域,仪器总线技术的发展历来是工程师和科学家们最为关心的部分。从上世纪60年代推出的专用于仪器控制的GPIB总线,到现在被广泛使用的 USB、VXI、PXI和最新推出的LXI、PXI Express,不断涌现的新型总线技术在帮助我们的工程师更快捷高效的完成测量任务的同时,也引起了行业内专家们的广泛争论,究竟哪一种总线将会主宰未 来的测试测量领域呢?

0评论2012-05-28

加固电源典型应用方案
美国北大西洋(NAII)公司为军工和航空领域的嵌入式市场所提供的加固电源,类型齐全,无论是标准型产品还是定制型产品,都应有尽有。在国内外航空、航海、舰船等应用中占有及其重要的地位。

0评论2012-05-03

倾角传感器在无人机上的应用
无人驾驶飞机简称无人机,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程

0评论2012-04-13

倾角传感器在移动通讯车平衡系统上的应用
移动通信基站车是移动通信领域中用于应急通信信道建立的系统集成车辆。主要的功能一般包括GSM、CDMA、3G基站信道的建立、无线计

0评论2012-04-13

倾角传感器在水平平台测量上的应用
在仪器仪表、精密工具、机械制件的检验等行业经常会使用到水平平台,而大理石平台可以作为一个理想的选择,因为大理石的平台是一

0评论2012-04-13

SST倾角传感器在阳光追踪系统上的应用
随着能源的匮乏,人类越来越注重利用新型能源来代替现有的煤、石油原料,利用太阳能获得能源就是一个非常好的办法。阳光追踪器

0评论2012-04-13