智能传感器在汽车涂装全集成自动化的应用-Totally.doc

汽车涂装全集成自动化系统配有安全传感器，可用性更高汽车涂装车间的目标在于让德国人的珍爱看起来更加完美。返修台必须消除诸如气泡等的细小缺陷。这就是 Ruesselsheim 厂的情形，它的涂装设施采用了传感器业最新技术以实现自动化控制。其中，就有激光扫描器，它在现场总线级通过故障安全 Profisafe 行规与控制器进行通信。总体上，该系统的可用性能提高到 99.85%。能直接通过控制器方便地参数化：通往横向传输机的提升装置的卷闸门处安装的 IQ-Sense 光式接近开关。在汽车工业，优化的生产解决方案必不可少，Ruesselsheim 的 Adam Opel 公司也不例外。二十多年以来，该公司一直高度重视自动化控制技术。在 Ruesselsheim，进行全威达系列的组装工作，也承担该系列产品各种各样的外涂装工作。其涂装设施占有一百多万立方米的封闭式空间，规模相当于一个足球运动场。涂装车间拥有 3500 米长的输送线，其中，1200 米连接至白车身总装线，约 800 米用于送走涂装完毕的汽车。这两条输送线之间，还有最多可存放 426 辆汽车的缓冲线。该设施的设计日生产能力为 1495 辆汽车：两班制运行的话，每小时可以涂装 108 辆汽车。成功地挤身新领域该设施的底层负责涂装缺陷的修饰工作，这也是在常规的滚筒输送线、水平输送线和链式输送线以外，另设提升装置的原因。最后一点需强调的是，西门子系列自动化设备传感器模块的智能互联，确保了这些部件之间的交互以及整个系统的工作与操作安全性。该系统的安全性、可靠性和可用性体现了“全集成自动化系统（TIA）”的最高水平，堪称典范。西门子也参预了其实施工作。“2003 年暑假该工厂停产期间，本地区的自动化和驱动技术水平完全改观。涂装设施技术支持经理 Albert Hoehn 负责该项目，他说，“对于我们，该系统是验证最新传感器和自动化设备的可靠性和功能性，并考察它们在我公司其它方面应用的实验性项目。由于 Opel 公司在 Ruesselsheim 已经成功地应用了自动化和控制技术达 24 年，因此，选择 Ruesselsheim 作为该项目的地点，不是随意的。结论是，我们的雇员获得了控制技术领域发展了近 30 年的最新技术，某种程度上，这些技术今天还在使用。“我们在该厂采用了各种控制技术，自继电器控制和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。”这对我们转向堪称典范的全集成自动化理念极为有利。通过 Profisafe，激光扫描器直接连接至故障安全型 Simatic S7-400F 控制器，对卷闸门与横向输送机之间的区域进行 190 的监控。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。该试验项目专门解决车体前往三个返修台以及随后返回涂装车间的输送工作。将车体从上层输送系统送上运输板（输送托板）后，车身将在两层输送带之间全自动化地传输。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，该点尤为有利。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。传感器，通向未来之路尤其是对于传感器来说，现代化工厂出现了重大的创新。由此，在提升装置卷闸门前部安装有一台 LS4 激光扫描器，使它通过 Profisafe（现场总线故障安全通信行规）直接与 Profibus DP 系统可编程逻辑控制器（PLC）通信，因而能同时利用 PLC 内集成的防护技术。该扫描器工作范围为190，能监控该范围内精确划定的防护区域。这样，即使在4米以外，也能识别出穿黑衣服的人员。并将警报信息发送至 15 以外的人员或目标。该系统采用的激光扫描器是全球第一个Profisafe安装的该型号装置。在它的旁边，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人员安全性以及高度的应用灵活性。该文中，IQ-Sense 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。且设置参数接下来可传送给其它任何一个传感器，能更一步节省时间。此外，IQ-Sense还支持按通道对系统进行诊断，因而，更加安全：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。另一特点为，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，无论是金属还是其他材质。在横向输送带至返修站的路上，运输板上的感应式接近开关确保运输板的准确定位，以及必要的加速与制动。为此，需在输送带旁设置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 通知信息。完美结合透镜技术为了分布式连接现场中的传感器，配置了Simatic ET 200SF 站，它还能通过 Profisafe行规与故障安全型 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。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，Opel 还完成了该项功能针对其它应用的标准化工作。由西门子非接触式 Moby I运行识别系统实现传感技术与高层过程控制系统的集成，该系统长期以来就是 Opel 涂装设施的标准配置。借助 Moby I 的数据媒体，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，即能适应恶劣的工业环境。例如，电机启动器无需再安装在控制柜内，而可以就近驱动电机直接安装。对于 Opel 来说，除了技术功能以外，最重要的是技术合作商的一流服务：“在双班制工作期间，我们有时候，也包括异乎寻常的时间，需要合作商全方位的支持。西门子的服务支持令人称道，为该设施可用性自 85% 提升至 99.85% 做出了巨大的贡献。”Albert Hoehn在描述该试验项目的成功经验时说。这些被采用