PLC自动化技术在汽车制造业中的应用

齐鹏飞

摘要：随着技术的不断发展，数字化、智能化技术已经成为工业企业生产的重要支撑。PLC自动化技术在工业领域中运用更是日渐广泛，尤其是汽车制造业，引进了PLC技术以后，实现了从接线逻辑到存储逻辑的飞跃发展，完成了数字控制的技术转型。 本文围绕PLC自动化技术在汽车制造业中的应用展开论述，通过汽车制造的数字技能的转换为切入点，将PLC技术的优势进行了较为详细的分析。

关键词：PLC自动化技术;汽车制造;技术应用

PLC自动化技术在汽车制造中的应用，核心贡献是将传统的逻辑控制转型为数字控制，单体的设备运行改变为复杂的运动控制，将集散控制和过程控制等多种任务总体控制模式引入到汽车制造业中，实现了当前汽车制造业的人机接口数字运算和网络应用，使得工业领域中尤其是汽车制造业中，在自动化数字化的技术转型上迈出了重要的一步。

1、PLC自动化技术概述

PLC技术应用领域日渐广泛。当前PLC技术在石油化工、交通运输等领域都实现了广泛的应用，汽车制造业也不例外。传统的汽车制造业生产线采用逻辑控制，顺序控制等方式进行单台设备的控制，而PLC运用将逻辑控制转变为数字控制，实行多级群控和自动化流水线的运行方式[1]。在工业生产过程中，对于压力温度速度等连续变化的量，在传统的管理模式中是采用模拟控制的方式，引用PRC闭环控制系统，将相应的转换模块和各式各样的逻辑算法程序，引进到工程设计和工程施工中，在模拟量的处理上，运用专用的运动控制模块实现数据处理。

PLC技术包含了数据传送运算转换排序等各种功能。在数据的采集和分析处理上，以互联网和物联网技术为代表的PLC通信和智能设备运行技术，在工业自动化网络系统中发挥了重要的作用。通过PLC技术的运用，汽车制造领域完成了各项系统的智能化控制。

2、PLC自动化技术在汽车制造业中的应用

2.1在汽车行业中进行总装、焊装、冲压、涂装为汽车生产线上的四大工序，每个工序运用PLC技术之后，在庞大的产业链上实现了自动化技术的操控，包括机器视觉离散传感器，安全产品现场总线控制等等自动化技术在内的PLC技术，已经将汽车制造业构造成了自动化市场中的一员[2]。

运用PLC技术，汽车行业实现了PLC的自动化系统控制。例如在焊装车间可以进行生产线的PLC传输控制，将汽车呀装线分为分布式控制，整车制造已经实现为输送线控制的方式，将各个零部件的制造和装配进行了总成。而人机接口技术在汽车制造领域的运用是弥补了速度感，在传统运行模式下，不足以支撑汽车自自动制造的技术要求，转变为驾驶者可以根据自己的行车速度要求以及周边环境的情况来确定车速。这一技术是通过PLC才能实现的[3]。

2.2例如汽车涂装车间地面输送系统，自动化涂装是以自动化输送线为基础，进行前处理电泳、烘干、涂胶、喷漆等连续的车身处理工艺。在输送线中全面应用PLC技术，达到自动化控制的要求，使得生产工艺更加安全和准确。目前系統中常用的最佳选择控制器技术为西门子PLC，总控网络包含了通信模块，安全光栅，安全门等系统对滚床的控制，实现了前后运动下电机带动皮带自动控制技术。在滚床的两侧，由PLC对滚床进行直接控制，每个工位都有传感器，通过传感器的设置，判断工件是否到位。在设计过程中，滚床的前端设置停止，气缸工件到位，停止，气缸伸出，阻止工件继续向前。

在滚床的后方设置传感器，通过传感器的判断来决定工件是否占用车位。钱，一个工位需要将工件输送，后一个工位则通过传感器的信号进行判断。整条生产线各个工位除了空工位之外，配置了可升降滚床。对车身进行焊接操作。电机驱动辊床上升和下降，顶部传感器可以判断滚床所处的位置。当车身被输送到操作工位的时候，车身在传感器的控制下整体下降[4]。

运输完成后，由升降机将车身降到另一个工位，等待下一次传输。PIC驱动的硬件设计，包含了控制系统传感器系统和安全防护系统等。以PLC为控制核心，采用传感器控制的方式来控制生产机传输和升降。例如西门子PLC控制系统，数据总线和代码总线相对独立。工作存储器的存储量取决于精细分级的cpu系列，对于中小型的程序来说，采用集成式负载内存就可以了。通过内存卡的插入来增加装载内存，系统内包含了中档和高档范围的可编程序控制器，选用多种级别的CPU，配备多种通用功能模块，用户根据需要组合成不同的专用系统，适当增加模块，使得系统能够满足需求。

通过Profinet协议将多个站连成控制网络，传输速率高达100MBIT/S，响应时间5-10mS。通过主站接口实现分布式自动化组态，提高运行速度。在运行中，传输系统主要包括滚床系统和控制系统。现场焊接操作人员根据要求确定各种家具设备，生产线中每个工位都有滚床，对滚床的控制是PLC系统的重要部位，传感器系统则包括了光栅，由光源、光学通路和光电元件三部分组成。接收器和发射器用来显示各种状态和自诊断信息。安全装置的电气信号能够进行初始启动以及电气连接等控制系统的运行，采用接近开关，进行各个传感器的运行操作。

安全操作系统在每个工位上进行了安全控制传感器，保证了工位的操作能够都有安全畅销的保障。通过Profinet总线系统来实现远程总线网络和本地总线网络的驱动，实现远距离数据传送。

结语：

PLC自动化控制技术在汽车制造业主的应用已经得到了长足的发展。目前单体设备从简单控制已经可以实现到多种任务总体控制，这是数字控制技术的跨越。目前汽车制造业在控制领域，运用主流控制设备，实行数字化软件驱动，在各方面的制造能力上都有了大幅度提高。今后PLC技术在汽车制造业中还将得到更广阔的应用。通过逻辑算法程序处理，模拟量完成闭环控制，最终实现工业自动化网络发展，使得系统控制得到更智能更先进的运行。

参考文献：

[1]聂晶晶.PLC步进电机控制技术[J].军民两用技术与产品，2018，（22）：113.

[2]饶林森.变频器中PLC自动控制技术的运用[J].山东工业技术，2019，（2）：156，152.

[3]陈肖峰，李艳.变频器中PLC自动控制技术的运用分析[J].电子测试，2019，（1）：105-106.

[4]陈志成.PLC自动控制技术在变频器中的应用与探究[J].科学与财富，2019，（3）：218.

[5]王锡春.涂装车间设计手册[J].化学工业出版社，2008.4，（3）