【《PLC自动化技术在汽车制造业中的应用研究》14000字（论文）】

第第页PLC自动化技术在汽车制造业中的应用研究目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I前言 II第一章相关理论概述 11.1汽车制造行业研究背景与意义 11.2汽车制造自动化技术发展现状 11.3PLC技术发展现状 41.4本文研究的主要内容和意义 5第二章汽车生产流程及发展方向 62.1汽车生产流程 62.2汽车制造发展方向和重点 7第三章PLC技术在汽车制造中的应用 93.1PLC技术及优势 93.2PLC产品类型及优势 103.3PLC技术在汽车制造中的应用 15第四章PLC技术在汽车制造领域的发展趋势 184.1PLC技术发展趋势 184.2PLC技术在汽车领域的发展趋势 19结论 21总结与体会 22谢辞 23参考文献 24摘要随着国民经济总量的持续增长以及全面建设小康社会的落实，居民收入持续增加将会推动消费结构升级，汽车销售量将进一步增长。汽车制造作为自动化程度最高的行业之一，有效利用自动化技术能极大提升汽车生产制造水平。作为自动化的核心技术的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。PLC自动化技术在汽车制造中的应用，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。本文通过自动化技术在汽车制造中的应用，分析自动化技术中的PLC技术的优势、相关产品，深入研究PLC技术在汽车制造用的应用，同时对PLC技术在汽车制造领域未来发展的趋势和方向，为今后PLC技术在汽车制造领域进一步应用提供一些研究方向支撑。关键词：PLC技术；汽车制造；自动化技术前言随着经济和市场全球化的发展，汽车制造企业之间的市场竞争越来越激烈，如何更快、更准、低成本、高质量的生产出市场需要的汽车成为汽车制造企业的关键问题。随着智能化时代的到来，工业4.0技术将在汽车领域中得到广泛应用，可提升我国汽车行业的整体水平，甚至达到世界级尖端科技水准，让中国工业引领全球高端市场。对于汽车生产领域来说，通过有效应用电气自动化技术，可在提升汽车生产效率的同时大大提升汽车的质量和性能，并有效保证汽车使用的稳定性和安全性。自1969年第一台可编程控制器PLC诞生以来，PLC的功能不断完善、应用领域不断拓宽，表现出强劲的生命力和良好的发展前景。随着美国的工业互联网、德国的工业4.0、中国制造2025等工业发展战略的提出，自动化技术在工业生产中发挥着巨大作用，而作为自动化技术的重要技术手段，PLC在其中一直扮演重要角色。当前，智能制造浪潮正席卷全球制造业，而作为工业自动化领域主流控制核心、信息采集和控制的主要技术手段，PLC势必将在智能制造的发展中起到关键作用。将PLC技术的运用到汽车制造中，有利于提高汽车制造过程中各项系统的智能化控制。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。因此，深入分析研究PLC技术的优势及其在汽车制造行业的应用，了解PLC技术在汽车制造领域未来发展的趋势和方向，为今后PLC技术在汽车制造领域进一步应用提供一些研究方向支撑。第一章相关理论概述1.1汽车制造行业研究背景与意义汽车产业是世界上规模最大的产业之一，具有产业关联度高、涉及范围广、技术要求高、综合性强、零部件数量众多、附加值大的特点，对工业结构升级和相关产业发展具有很强的带动作用。中国汽车产量从2016年的2812万辆增长至2020年的2523万辆；同期，中国汽车销量从2803万辆增长至2531万辆。随着国民经济总量的持续增长以及全面建设小康社会的落实，居民收入持续增加将会推动消费结构升级，在此过程中，汽车消费的带动作用依然存在，家庭以便携出行、自驾旅游为目的的购车，都会带动汽车行业的发展。《中国制造2025》提出加快发展智能制造装备和产品，组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化。加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造，提高精准制造、敏捷制造能力。将自动化技术应用于汽车制造中，可以实现在无人环境下让制造设备按照已经设定的程序实施自动操作，在极大程度上促进了汽车生产制造水平的提升。随着自动化技术的应用成熟，已经成为汽车制造行业中不可或缺的存在。深入研究自动化技术在汽车制造中的应用具有极其重要的显示意义，对提高汽车制造领域工业化程度、提升汽车制造企业经济实力有着重要的作用。1.2汽车制造自动化技术发展现状制造业的发展离不开先进的工业控制技术，先进的工业控制技术主要运用于先进的自动化设备上，通过多项自动化设备紧密联系、高效运行，打造综合性、连续性和灵活性的自动化流水线，提高企业生产效率。对于汽车生产领域来说，通过有效应用电气自动化技术，可在提升汽车生产效率的同时大大提升汽车的质量和性能，并有效保证汽车使用的稳定性和安全性。电气自动化技术可在极大程度上促进汽车领域的迅速发展，而汽车领域的健康发展反过来又可有效促进电气自动化技术的进一步提高。1.2.1汽车自动化技术的应用优势A.提升车间生产效率随着自动化技术的引进，传统模式中一些需要人工操作的流程转变为机器作业，提高了车间的生产效率，减少了失误情况发生。自动化技术的应用，大大减少了劳动力的投入，节省了资金支持，同时推进汽车制造行业向标准化、智能化发展发展。B.提高车间员工的安全度在传统汽车生产过程中，人力是完成汽车制造的主要对象，其中有一些危险系数很高的工序需要员工来完成，车间员工在工作中或多或少承受着一定的安全隐患，也会对企业形象造成不利影响。自动化技术进入到汽车制造行业中，很多具有很大危险系数的操作都有机器来完成，车间员工只负责监督及操作机器工作，大大提升了车间员工的安全指数，有利于汽车制造行业正面形象的树立，也有利于企业吸纳人才，对汽车制造业的长远发展起到积极影响。C.维持设备使用的高效性在自动化技术在汽车制造行业的大力应用下，汽车生产效率得到较大提升，在其中成产车间员工也发挥了积极作用。通过一整套管理体系的落实，保障了设备的功能，保障了设备可以持续性的使用，避免了传统人工操作下的设备损坏，节约了企业的维修成本，还能很好的发挥设备的高效性，可谓一举两得。1.2.2自动化技术在汽车制造中的应用A.集成自动化技术汽车制造行业中集成自动化技术是一项极其重要的技术，这项技术主要是将原有的制造技术和信息技术进行糅合和改进，从而使汽车制造的过程更加趋于完善。另一方面，集成自动化技术将自动化生产涉及到的所有相关信息联系起来，进一步提高了汽车生产制造以及更高标准研发，进而促进了汽车制造生产力的大幅度提高。B.柔性自动化技术柔性自动化技术是目前全球范围内最为先进的自动化技术之一，主要是通过计算机网络技术来实现汽车制造设备的智能化操作和管理的。在汽车制造领悟中应用柔性自动化技术不仅可以有效改善传统汽车制造设备中存在的缺点，使汽车制造设备更加趋于智能化和科学化，进而明显地提升了汽车制造整体的自动化水平。现阶段，柔性自动化技术已经被广泛地应用到汽车制造行业中，已经被诸多汽车制造企业所认可，并将会发挥更加突出的作用。C.机械组装自动化技术传统的汽车制造模式是借助汽车制造设备进行人工劳动，进而实现汽车制造和组装，这样的制造模式不仅具有极低的效率，而且还很有可能由于工人的失误造成巨大的经济损失，甚至对工人的生命财产安全带来巨大的威胁。使用机械组装自动化技术能够使汽车制造过程按照已经设定好的技术路线和要求进行，并且通过不断对制造设备的调试和完善，从而能够形成一条自动化生产制造的流水线。应用机械自动化技术不但解放了汽车制造流水线上的工人劳动力，而且也保障了工人的生命财产安全不受威胁，在保证汽车制造效率的基础上提高了生产效率。D.检测自动化技术随着高新科技的不断发展进步，汽车制造领域中也逐渐引入了许多新部件、新材料，汽车制造企业最终生产出的汽车也彰显出精细化和高端化的进步趋势，以经验检测为主的传统模式早已无法适应当前社会和市场发展的实际需要，这就要求汽车制造企业将检测自动挂机技术应用于实际汽车制造过程中，有利于依靠自动化水平较高的检测设备和仪器完成汽车质量检测的工作。E.安全自动化技术汽车制造过程中会涉及到多种操作工艺，如焊接、冲压、涂装等，不同操作环节或多或少都存在一定程度的危险性，但其中汽车冲压车间的危险系数是整条汽车制造流水线中最高的，所以，将安全自动化技术应用于汽车制造过程中是非常有必要的。以汽车冲压车间为例，汽车冲压的操作比较复杂，因此应该在保证操作功能的前提下，采取科学合理的措施提高整个冲压车间的安全性能，进一步为工人的生命安全提供保障。目前大多采用防护安全门和紧急停止技术，安全防护门可以在冲压设备在进行危险操作时禁止工人进入到危险区域内，而紧急停止技术可以全面提高传统控制装置的安全性能，能够有效控制无意中启动的设备。1.3PLC技术发展现状可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，简称PLC），是一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。可编程控制器由内部CPU，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成。PLC可接收（输入）及发送（输出）多种类型的电气或电子信号，并使用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。PLC是多数工业控制和工厂自动化系统的核心组成部分，通常被称为工厂的“大脑”，PLC通过接收和处理来自传感器和机器的数据来实现广泛的功能，然后使用这些数据来控制和制动外部设备。PLC目前广泛应用于逻辑控制、数据处理、工业控制现场等。自1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台可编程控制器，用于通用汽车公司的生产线，取代生产线上的继电器控制系统。到目前为止，PLC的发展过程可以分为四个阶段：第一阶段：从1969年第一台PLC控制器问世到20世纪80年代初期，PLC快速发展，PLC的体积不断变小，运算速度不断加快，抗干扰能力不断增强，拥有逻辑控制、定时、计数、数字运算、数据传递及处理等功能。随着PLC的不断发展，功能进一步完善，造价成本也不断降低，使其在现代工业领域有着较好的发展前景。第二阶段：20世纪80年代中期，PLC进入了一个成熟的发展时期。功能强大的微处理器的相继涌现，使得PLC技术得到了实质性性的进步。第三阶段：从20世纪80年代末期到90年代初期，随着各种运算技术和人机交互界面技术的不断成熟，PLC的发展也进一步得到提升。网络通信技术也促进了系统之间的互联，在某些控制系统中采用分布式控制系统，但是由于PLC生产厂家大都基于自身产品设计独立的通信协议，使得不同厂家之间的控制器无法正常的通信。第四阶段：从20世纪90年代中期开始，已经将人性化设计融入到PLC控制器当中。随着开放式控制系统的提出，PLC的通信方式也从分布式系统演变到了现场总线控制系统，统一的总线标准使得PLC或者是从站IO模块之间的通信变得非常简洁，易于实现。同时一些特殊用途的控制器，例如安全PLC，紧凑型PLC，微型PLC等也不断问世。汽车制造因产业规模达，自动化水平要求高，汽车生产的全过程大部分工序都会使用PLC进行控制，因此是PLC应用的最大的潜力行业。1.4本文研究的主要内容和意义本文通过文献研究的方法收集相关的书籍、文献，整理和梳理相关的材料，了解汽车制造行业发展情况、发展方向、发展重点，汽车制造领域相关的研究方向和成果，以及汽车生产流程及相关工艺。梳理自动化技术在汽车制造中的应用，分析自动化技术中的PLC技术的优势、相关产品，深入研究PLC技术在汽车制造用的应用，同时对PLC技术在汽车制造领域未来发展的趋势和方向，为今后PLC技术在汽车制造领域进一步应用提供一些研究方向支撑。第二章汽车生产流程及发展方向2.1汽车生产流程汽车制造流程是汽车整车生产的流程，主要包括四大工艺，分别是冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺和总装工艺。2.1.1冲压工艺汽车零件设计依靠的是冲压工艺而生产，能够保障工艺的制作质量的则需要完好的模具构造设计。冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。材料、模具和冲压设备是冲压工艺的三大要素。为了获得质优价廉的冲压件，必须具备优质的板料、先进的模具和性能优良的冲压设备。冲压加工中为满足冲压零件的形状、尺寸、精度批量、原材料性能等不同方面的要求，所采用的工序也不同。冲压基本工序有四种：冲裁、弯曲、拉深、局部成形工序。冲裁工序，使板料实现分离的冲压工序。弯曲工序，使板料冲压成一定曲线或角度的一种冲压工序。拉深工序，根据冲模形状，将板料加工成空心零部件或将空心零部件再进一步加工的冲压工序。局部成形工序，利用冲压设备对冲模上的零部件进行局部校平、翻边等成形工序称为局部成形工艺。2.1.2焊装工艺焊装的目标是将各种车身冲压部件通过焊接工艺形成完整的车身，焊接是通过加热或者加压，加或不加填充物，使两个及上分离的金属表面达到原子间的结合，形成永久性连接的一种工艺方法。对于工艺流程，德系和美系的焊装工艺流程通常要比日系的长，但完成的内容基本一致。德系和美系的焊装工艺流程通常包含２条车身下部点定线、２-４条车身下部补焊线，４-７条主焊线及１-２条调整线，每相邻的两条线之间还要有车身缓存线，基于送样的设计，通常生产节拍也比较短；而日系基本上是德系或美系的二分之一或三分之二，只有在下部区域和主焊区域、主焊区域和调整区域之间设计缓存区，而线体之间并不全有车身缓存区，国内日系企业的生产节拍也要相对长一些。2.1.3涂装工艺涂装是指将涂料涂覆于车身上，经过烘干成膜的工艺。汽车的涂装都是多层的涂层，通常分为电泳底漆、中漆、面漆和清漆等。涂装工艺主要有前处理、电泳、电泳烘干、PVC、UBS烘干、打磨及返修、中漆、中漆烘干、中漆打磨及返修、面漆、面漆烘干、面漆打磨及返修、注蜡、抛光等。电泳之后的车身就是防腐的了，涂装的一个重要任务就基本完成了，防腐最基本，而接下来的中漆、面漆、注蜡和抛光除了更好地实现防腐地作用，主要就是起到车身美化的作用了。涂装整个过程需要大量的化学试剂处理和精细的工艺参数控制。2.1.4总装工艺总装的目的是将车身、底盘和内饰等各个部分组装到一起，形成一台结构及功能完整的成品车。总装的工艺流程通常为内饰线、底盘线、精整线、电气检测线、门段分装线、底盘分装线、前部分装线、发动机分装线。总装车间是生产线的最后一个工艺车间，是一个零部件装配的过程，把各类零部件，按规定的精度标准和技术要求组合成分总成、总成、整车，并经严格检测程序，确认其是否合格的整个工艺过程。2.2汽车制造发展方向和重点随着经济社会持续快速发展，群众购车刚性需求持续增加，我国汽车保有量继续呈快速增长趋势。汽车制造将向着大力发展新能源汽车、产业链创新体系加速构建、产品技术研发不断加强、服务生态不断强化等方面发展。2.2.1产业链创新体系加速构建“汽车新四化”不断创新发展，工业互联网、自动驾驶、车用芯片、操作系统、软件服务、计算平台等大大拓展了关键资源覆盖领域，数字化成为汽车产业生态链上的主牵引，在中国巨大的市场拉动下，与传统的供应链加速融合，共同构建完整的、区域性产业链保障体系，支撑“双循环”畅通。随着行业发展趋于成熟，整个产业链的分工越来越细化，从比较优势、集约化等方面降低整个行业的成本，从而提高盈利水平。2.2.2新能源汽车加速发展发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。日前召开的中共中央政治局会议要求，支持新能源汽车加快发展。适应产业升级趋势和绿色消费新需求，我国新能源汽车产业进入加速发展阶段。今后5至8年，我国将有大量国IV及以下的在用车辆逐步面临淘汰替换，这给电动车市场带来巨大空间。2.2.3产品技术研发加速迭代电动化、智能化推动产品核心技术持续拓展，软件和整车电子架构成为研发的主要内容，汽车产品的研发也呈现软硬件协同和持续快速迭代的态势。2.2.4服务生态快速呈现汽车从移动工具向算力终端、能源终端和数字终端转变，并逐渐成为支撑构建智能交通、智慧城市的关键要素，以汽车为中心的新型服务生态正在兴起。第三章PLC技术在汽车制造中的应用3.1PLC技术及优势目前，PLC技术已广泛应用于冶金、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通、环保和文化娱乐等各个行业，其中汽车制造领域是PLC技术运用的第二大领域，仅次于冶金行业。PLC技术主要运用在开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等方面，具有可靠性高、抗干扰能力强，配套齐全、动能完善、适用性强，编程语言易学易用，保护作业量小、修理方便体积小，分量轻，能耗低等优势。3.1.1可靠性高，抗干扰能力强可靠性是电气设备的关键功用。在plc的设计和制作过程中，因为选用了现代大规划集成电路技能和严格的生产工艺来制作内部电路，PLC具有先进的抗干扰才能，使用PLC的平均无故障时间通常在20000小时以上，这是一般的其他电气设备做不到的。3.1.2配套完全，功用完善，适用性强尽管PLC的种类繁多，但因为其产品的系列化和模块化，且软件包完全，用户可灵敏组成各种规划和要求不同的操控体系。除了逻辑处理功用外，现代PLC大多具有完善的数据运算才能，可用于各种操控范畴。近年来PLC的功用单元大量涌现，使PLC的使用扩展到了方位操控、温度操控、CNC等各种工业操控中。加上PLC通信才能的增强及人机界面技能的开展，使用PLC组成各种操控体系变得愈加简略。3.1.3编程语言易学易用PLC一般选用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业操控的简略指令编写程序，易于为工程技能人员所接受。梯形图语言的图形符号和表达方法与继电器电路图适当接近，只用PLC的少量开关量逻辑操控指令就可以便利地完成继电器电路的功用，为不熟悉电子电路、不明白计算机原理和汇编语言的人打开了便利之门。3.1.4保护作业量小，修理方便PLC用存储逻辑替代接线逻辑，大大减少了操控设备的外部接线。一起具有很强的自我确诊才能，能随时查出本身的故障，并显示给技能人员，使技能人员能迅速查看、判别故障的原因。如果是PLC本身的原因，在修理时只需替换插入式模块及其它易损坏的部件即可，既便利又减少了影响生产的时间，使保护也变得简略起来。3.1.5体积小，分量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的种类底部尺寸小于100毫米，分量小于150克，功耗仅数瓦。因为体积小很简略装入机械内部，是完成机电一体化的抱负操控设备。3.2PLC产品类型及优势3.2.1西门子PLC西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器，广泛应用于冶金、化工、印刷生产线等领域。西门子(SIEMENS)公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400以及博途系列等。具有以下优点：A.可靠性高，抗干扰能力强西门子plc高可靠性是电气控制设备的关键性能。西门子PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从西门子PLC的机外电路来说，使用西门子PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，西门子PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。B.配套齐全，功能完善，适用性强西门子PLC已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代西门子PLC具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。西门子PLC已经渗透到了位置控制、温度控制、西门子PLC等各种工业控制中。另外，随着西门子PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用西门子PLC组成各种控制系统变得非常容易。C.易学易用，深受工程技术人员喜欢西门子PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用西门子PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。D.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造西门子PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。另外，同一设备经过改变程序就能改变生产过程，适合多品种、小批量的生产场合。3.2.2三菱PLC三菱PLC常见的有FX1S、FX1N、FX2N、FX3U、FX2NC、Q等系列产品。FX1S系列是一种集成型小型单元式PLC，且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。FX1N系列是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC，具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性，是一款广泛应用于一般的顺序控制的产品。FX2N系列是三菱PLC是FX家族中最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX3U是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC，是小型至尊产品，晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。FX2NC产品在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本，并大大节省了时间。Q系列是三菱机公司推出的大型PLC，CPU类型有基本型CPU，高性能型CPU，过程控制CPU，运动控制CPU，冗余CPU等，可以满足各种复杂的控制需求。具有以下优点：A.编程语言灵活在FX系列可编程控制器控制器中，除基本的指令表变成方式外，还可以采用在图形画面上进行阶梯符号作图的梯形图编程方式，以及对应机械动作流程进行顺控设计的SFC（顺序功能图）方式，而且，这些程序可以相互转换。指令表及梯形图程序如果按一定的规则编写，也可以实现到SFC图的逆变换。B.高速处理三菱系列PLC可以实现高速处理，FX系列可编程控制器内置的高速计数器，对来自特定的输入继电器的高速脉冲进行中断处理，因此与扫描时间无关，可以进行高达60kHz/h的高速脉冲。在可编程控制器中设置了C-R滤波器，以防止输入信号的震动和噪音的影响。可以对脉冲进行捕捉，在脉冲捕捉中可以监视来自特定输入的脉冲信号，也可以在输入时采用中断处理设置特殊辅助继电器。C.支持顺序控制可编程控制器的扫描周期是恒定模式，采用次模式可以以固定的周期处理和运算同步执行的指令。在设备不停机的情况下也可以对运行过程中的程序进行改变的功能。3.2.3欧姆龙PLC欧姆龙PLC包括微型机，中型机，大中型机三种。CPM1A微型机属于结构紧凑、成本较低的PLC，在CPU单元中装配了10-40点的输入输出端子，为一体化组建型的plc。增加了实现平稳输入输出动作的输入滤波器功能、外部输入中断功能、快速响应输入功能、高速计数器功能，模拟设定定时器功能等采用快速山村，无电池的内存支持得以实现，维护简单化。具有以下优点：A.成本低充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。B.结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率。C.传输质量高、速度快、带宽稳定可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证，能够很好地传输流媒体。D.范围广无所不在的电力线网络也是这种技术的优势，终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。E.功能块编程语言简便用户可以根据实际需求自行创建相应的功能块，将标准的多个电路编制在一个功能块中，只要将其插入梯形图主程序中，并在输入输出中设定参数，就可以方便地对复杂的电路进行反复调用。这样可以大大减少程序编制与调试的工作量以及编码错误，增强可读性。3.2.4施耐德PLC施耐德PLC产品主要有原Modicon旗下的Quantum、Compact（已停产)、Momentum等系列，编程软件是Concept，以及TE旗下的Premium、Micro系列，编程软件则使用PL7Pro。施耐德在整合了Modicon和TE品牌的自动化产品后，将UnityPro软件作为未来中高端PLC的统一平台。支持Quantum、Premium和M340三个系列。具有以下优点：A.高可靠性和抗干扰性强施耐德ModiconPLC代替了大量的中间继电器和时间继电器，相关的输入和输出硬件变小，所以能够减少布线到中继控制系统，由于由接触不良接触失效大大减少。高可靠性是一个关键的性能电气控制设备。施耐德PLC作为利用现代的LSI技术，严格的生产过程中，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有高可靠性。从外部机器的PLC电路，采用施耐德PLC控制系统的配置，并且在同一规模的继电接触系统，电气布线和开关触点已减少到数百个甚至数千个，故障会被大大降低。此外，具有自检功能PLC硬件故障，可以在出现故障时及时发出警报信息。在应用软件中，应用程序也被掺入到外围设备的故障诊断程序，从而使系统的施耐德PLC电路和装置比所述故障自我诊断等，以获得保护，通过这种方式，具有高可靠性，整个系统也就不足为奇了。B.功能性、适用性强施耐德PLC已经形成的所有尺寸的大，中，小系列产品，以及已被标准化、系列化、模块化的各自配备有全方位的硬件装置，可组合不同功能、不同尺寸的系统。施耐德ModiconPLC安装接线也很方便，通常与所述外部连接端子连接。施耐德twidoPLC具有较强的负载能力，直接驱动电磁阀和一般的交流接触器，它可用于工业控制应用所有尺寸。除了逻辑处理功能，大部分现代PLC的具有完整的数据操作能力可被用于各种数字控制的。大量PLC的功能单元，使得PLC渗透到位置控制，温度控制，和其它工业控制CNC。C.简单、容易操作施耐德PLC作为通用工业控制计算机，接口方便，方便编程语言接受的工程技术人员。梯形图语言表达式和图形符号和相当接近继电器电路，只有少数几个逻辑控制开关命令施耐德PLC可以容易地实现继电器电路的功能。D.编程简单该系统的变换容易设计，安装，调试工作量小，便于维护，易于转化。施耐德twidoPLC的梯形图程序的顺序控制，编程方法很有规律，很容易掌握，对于复杂的PLC控制系统，设计时间比中继系统的设计阶梯电路图是少得多的时间。施耐德ModiconPLC具有布线逻辑，大大减少了布线外部控制装置，控制系统的设计和建设周期短得多，而且维修也变得容易。更重要的是，改变程序改变生产过程中可能之后相同的设备，它适用于多品种，小批量的生产应用。E.尺寸小，重量轻在超小型施耐德PLC低功耗，部分新产生的品种底部尺寸小于100mm的尺寸，从而开关装置的体积可以减小到原来的1/2-1/10。它的重量不到150克只有功率的几瓦。由于小尺寸容易地加载到内部机械，机电一体化是在控制。3.3PLC技术在汽车制造中的应用3.3.1汽车制造厂检测线上的应用在汽车制造厂的检测线上，由于新出厂的车辆需要在启动状态下进行检测。此时厂房内会聚集大量的汽车尾气，从而对工作人员身体造成损害。在汽车制造厂的检测线上，装配有汽车尾气处理系统，将厂房内的大量尾气排出，使得厂房内保持洁净的空气。在汽车制造厂的尾气处理系统中，自动控制部分使用PLC控制器，简化了系统，提高了设备的可靠性，也大大提高了效率。3.3.2在汽车喷漆系统的应用油漆车间中控室中央控制系统的控制对象，主要由两大部分组成：油漆工艺控制系统和输送控制系统。由PLC组成的中央控制系统主要负责监控这两个系统的运行状态，协调这两个系统内各设备动作和这两个系统的之间各设备动作。油漆工艺和输送系统时刻要按照中央控制系统发出的指令所指示的工作方式运动，同时中央控制系统要时刻监视油漆工艺和输送系统的当前运动状态，按照预期制定的目标及时地进行调整和控制，以达到在中央控制系统的控制作用下，使油漆车间生产汽车涂装产品质量得到充分保证，使生产按照预定的生产节拍进行，使整个车间维持一种正常的生产运行。3.3.3在汽车内饰产品检验平台上的应用通过高速脉冲输出控制步进电机运动，步进电机驱动丝杆上所安装的开合测试装置，实现往复运动。步进电机所带的旋转编码器将当前的运动位置反馈给PLC，同时开合测试装置上的力矩传感器则将当前位置的力矩以模拟量形式传送给PLC，PLC则将这2组采集到的实时数据按照一定顺序存储在内部的数据块中，当完成一次开合运动之后，就将这个运动过程中的所采集数据发送给上位机，并在上位机的界面上描绘出本次运动相关采集数据的曲线。如此周而复始，当完成一定次数的规定动作后，即完成了样本的测试工作，根据样本试验次数的不同，上位机还需要将特定次数的采集数据保存成Excel文件以便日后查看，同时用户也能以手动方式保存任意一次的采集数据。3.3.4在汽车安全系统中的应用在汽车生产领域的安全系统中通过运用PLC电气自动化技术，可提升汽车的性能，确保汽车运行的持续稳定，该系统在汽车生产中起着十分重要的作用。应用PLC技术的安全系统可全程检测汽车内部所有操作系统，有利于相关技术人员和汽车用户及时掌握汽车的具体情况，及时发现并有效处理汽车运行过程中发生的问题，大大降低了汽车给用户带来的伤害概率。同时，在汽车生产中应用PLC智能化自动系统，可有效地诊断汽车中每个组件的故障情况，有利于用户更好地了解汽车每个组件中存在的故障，且借助故障动作表现来呈现出这些故障，相关人员需要结合国家要求来对全部的故障动作进行设计，以满足汽车的安全规范。第四章PLC技术在汽车制造领域的发展趋势4.1PLC技术发展趋势随着PLC应用领域不断扩大，PLC技术及其产品结构不断改进，PLC技术和产品功能将日益强大，性价比越来越高。4.1.1向更小，更快，更好方向发展随着电子工业的不断发展，处理器、电路板及元器件尺寸不停的缩小，技术应用于PLC，使其更稳定、可靠及坚固，并带来了功能的进一步提升，比如更快速的处理器，可扩充的内存能力及新的特色通讯机制等。为响应市场需求，许多特性和功能正在从高端往低端PLC迁移。未来小型PLC将拥有更多高端PLC的特性，而中高端PLC也将提供更小、更紧凑的解决方案，以满足客户的需求。PLC也因内存成本和尺寸的减少而进一步提升本地化数据存储能力，允许将PLC用在之前需要昂贵的数据抓取系统的应用场合。同时，为其他功能的实现带来可能性，比如产品信息的板载存储，以便于加快故障排除。4.1.2向PLC和PAC的融合方向发展随着两种设备的定义和特性不断演变样，PLC和PAC将会彼此融合发展。随着硬件技术的进步，先进的功能将进入低端处理器，反过来推动供应商将更多功能和选择融入高端产品中。高速处理器和更多的存储空间将会促进高级功能的应用，比如运动控制、视觉系统的集成及多种通讯协议的协同支持。PLC和PAC融合发展将提高产品的连接性，增强存储的扩展能力，以及提升控制器处理能力的，以应对日益复杂的应用。4.1.3开发智能模块，加强联网通信能力PLC厂商不断开发出许多功能模块，如：奥越信的高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。4.1.4增强外部故障的检测与处理能力目前，在PLC控制系统中CPU、I/O接口、输入设备、输出设备、线路等方面容易出现故障，其中CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前两项共20%故障属于PLC的内部故障；其余80%的故障属于PLC的外部故障。为了减少系统故障，今后的PLC发展将会加强检测外部故障的专用智能模块的研制，进一步提高系统的可靠性。4.1.5编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，陆续出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。4.2PLC技术在汽车领域的发展趋势随着汽车制造行业的不断发展，新能源汽车和节能汽车逐步取代传统燃油汽车变革的进一步推进，汽车市场销售量将进一步增加。作为高新技术的结晶，汽车工业涉及的新技术数量多、范围广。国家智能智造水平的增强，在很大程度上也取决于汽车工业的发展水平，汽车智造将成为代表我国智能智造最高水平的产业之一。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，PLC技术在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技术在汽车制造业将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，推动汽车制造行业向着环保绿色化、集成智能化、全球信息化等方面发展。4.2.1环保绿色化自然生态环境作为人类赖以生存的基础，与人类的命运紧密相关，所以人类应当从各个方面注重人类与自然关系的和谐，汽车制造领域也不例外。汽车制造企业从构思、设计、制造、销售以及后期维护、回收、再制造等环节，都必须要综合考虑到对自然环境的影响因素，充分确保将以PLC技术为重点的自动化技术应用到汽车制造企业中不会破坏自然生态环境，将自动化技术改造的中心放在环保绿色方面，必将会实现自动化汽车制造革命性的突破，有利于不断提高自动化汽车制造过程的环境友好性。4.2.2集成智能化汽车制造领域具有操作复杂、制造工序多、质量要求高等显著特点，所以对自动化汽车制造提出了高安全性能、高制造水准、高质量水准的发展方向，而集成智能化也是重要的发展方向。汽车制造领域的集成智能化是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络等人工智能技术应用到制造过程中，通过加快智能模块的开发，将PLC技术与人工智能进一步结合应用到汽车制造中，将进一步提高了汽车制造过程的实用性，将给汽车制造过程提供更大的动能。4.2.3全球信息化由于全球信息化程度的显著加深，自动化技术也在朝着全球信息化的方向延伸。PLC的通信功能不断增强，为泛在互联提供有效支撑。结论本文通过文献研究、资料查找，了解汽车制造冲压、焊装、涂装、总装四大工艺。随着经济社会持续快速发展，我国汽车保有量继续呈快速增长趋势，汽车制造将向着大力发展新能源汽车、产业链创新体系加速构建、产品技术研发不断加强、服务生态不断强化等方面发展。汽车制