6ES7136-6DC00-0CA0型号介绍

6ES7136-6DC00-0CA0型号介绍

    随着工业控制技术的发展，计算机自动控制监控系统已广泛应用于离散过程、连续过程、批次过程等各种工业自动化领域及电力、化工、食品、水处理等各个行业。安塞油田以前原油集中处理站监测一般为常规仪表，由于监控点多，人工巡检操作频繁，操作管理能力差，不能适应现代化管理的需求。通过利用GE Fanuc公司90系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件对联合站进行监控，充分利用计算机技术、控制技术、通讯技术，完成巡检管理、参数显示、声光报警、历史记录、PID控制、报表管理，以适应当前工业现代化模式，从而**企业生产管理水平。

一、系统简介

      安塞油田王十八计量接转站包括原油处理系统、原油计量系统、外输系统、消防系统、污水处理系统、供热系统。该站自动化控制系统主要由两部分组成，一部分是场站边界摄像警戒、站内摄像机自动监测与报警系统；另一部分是站内液量、含水、压力、温度等自动检测、储罐高低液位自动检测及外输泵和储油罐区流程自动控制系统。

      各系统的参数必须严格控制，才能生产出合格原油，做到污水处理达标，保证整个系统平稳安全运行。所有系统通过PLC实现各设备工作状况及参数数据采集、检测、控制的实时监测，并具备报警、控制功能。中心控制室监控系统由两台计算机构成的局域网、42”大屏幕以及打印机等设备组成，完成面向过程的全部监测、调节和顺序控制运算功能。包括温度、压力、**、液位、界位的检测、监视、PID调节、各种复杂调节和**控制算法，各种阀门的开关、各种电机的起停等顺序控制，各种设备运行状态的监视及连锁保护等，实现实时工况、参数设置与调节、直观显示与打印功能，其中2台计算机负责自动化系统的监控、1台计算机负责图像监控；2台大屏幕分别负责设备工况显示与图像监控显示。控制系统采用美国GE Fanuc公司90-30系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件；GE Fanuc HBR 30双机热备冗余系统控制器选用GE90 CPU360，通过Tcp/Ip与上位机进行冗余通讯，上位机软件显示现场工作情况，控制系统I/O采用VersaMax I/O，控制系统总线采用Genius总线，主备CPU通过Genius总线进行同步通讯、I/O数据扫描及CPU在线热备切换；安全防爆采用安全栅加隔爆的方式，更安全可靠。此配置方案保证控制系统连续、安全、稳定运行。

二、系统结构

      现场温度、压力、液位等信号通过传感器输出信号到PLC中的模拟量输入模块A/O（ AI模拟输入， DI数字输入，PI脉冲输入，），模拟量输入模块的功能是把物理模拟量转换为数字信号存入到PLC中的CPU模块，开关信号的输入输出由数字输入输出模块（DI数字输入，AO模拟输出，DO数字输出）完成。输入信号在PLC中的CPU模块和工控计算机中进行计算。控制室工控计算机与CPU数据通讯通过乙太网模块（IC693CMM321）和总线控制器模块（IC693BEM331）进行。在工控机中实现数据动态链接，流程画面显示，生产和设备报表管理，报警管理等。

      站区监控采用韩国**的摄像监控系统，整体采用13部云台摄像头、4部固定摄像头完成整站的监控并录制图像。

三、控制过程

      原油计量系统、外输系统、消防系统、污水处理系统、供热系统等系统参数除了在中控室能动态显示工艺参数外，对重要流程也实现了全自动控制。

    1、原油处理部分

      单井与其他接转站来油的液量、含水自动检测，外输原油的产量、含水自动检测，罐区净化罐液位的连续检测、高低液位报警与液位控制，沉降罐油水界位的检测与自动控制。各站来油在溢流沉降罐中进行油水分离后进净化罐至外输，改变了传统的使用闸阀手动切换流程繁琐、劳动强度大的问题，用电动阀替代闸阀，操作人员可在主控室随时根据来液量和大罐液位切换进油和外输流程。原油投加破乳剂装置使用变频技术，根据来液量大小和加药比例自动调节加药泵的排量，同样也可手动调节频率，达到连续均匀投加药品，保证净化油含水稳定的目的。原油外输也使用变频器和电动阀，可自动或手动切换流程和调节外输泵排量，根据来油量均衡输油。

    2、污水处理系统

      污水池、调节水罐液位的自动检测、报警与控制，原油分离出来的污水进入污水处理系统之前必须加入不同的药剂，在没有使用自动控制之前，通过手动调节计量泵的排量来加药，不能根据水量的多少自动调节加药量，如果需要的加药量大于泵排量，污水处理不合格；需要的药量小于泵排量，造成药剂浪费。系统加药装置使用变频技术后，根据脱出污水量大小和加药比例自动调节加药泵的排量，同样也可手动调节频率，达到连续均匀投加药品，**污水合格率。

    3、天然气浓度检测

      外输泵房、单井计量间、来油计量间、锅炉房等天然气浓度超限报警和排气扇链动控制，两级报警值设定，暂定为15%及20%，当天然气浓度超过设定值后，发出声光报警，相应的排风扇自动开启，操作人员也可通过人机界面点击排风扇按钮进行排风扇的开停控制。

    4、消防系统

      消防水罐采用静压液位变送器连续液位检测，高液位（10.2m）、低液位（6.9m）报警，采用浮球液位开关，也可以通过液位位置开关实现，同时也可以由液位计的信号监视。

    5、实现图像动态监控

      数字图像监控系统是监控报警业界的新型产品，采用的是韩国的POS-Watch STD ，全站共布有17部美国Sapling公司的摄像头，其中室外13部云台式摄像头，室内4部摄像头。用户可通过友好的人机界面（例如遥控器、GUI菜单、面板按键）使用本系统设备，对全站实现全天候画面监控，动态图像报警，定时录像, 手动录像, 报警触发录像, 动态感知录像等多种录像方式，具有存储回放等功能。

摄像系统结构

四、应用效果

      GE Fanuc公司90系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件系统投用以来，性能稳定可靠，取得了良好的经济效益。

    1、所有控制全由PLC中A/O模块执行，主控室的GE Fanuc公司90系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件可完成PID的参数设定、手动/自动的转换，完成各工段参数的动态显示，历史趋势存储，适时趋势管理，生产运行日报管理和设备报表的管理。

    2、历史趋势画面功能是记录和显示各个参数的任意时间值，并可根据需要设定这些历史数据和趋势保存时间，极大方便了操作人员对每个参数在一定的时间所发生波动的检查。另外当发生生产事故时，可根据趋势查处发生时间内各参数的值，这样便于查处事故原因，平时可以观察参数的稳定性。

    3、图像实时监控报警功能记录图像、报警位号、大小及时间，当超限、发生事故等情况时发生报警，可以用声音和颜色变化等表示报警提示操作人员，**了该站运行的安全性。

    4、报表打印是对各个参数在之内以一定间隔时间为准的，把这些值以一定格式打印出来，既方便准确又可以对报表进行定时间打印，**了工作效率。

    5、通过GE Fanuc公司90系列PLC控制系统及Wonderware公司InTouch7.11监控软件组成计算机控制网络，能更好地发挥各自的优点，能够使系统更加安全、可靠，同时开放性、分布式的网络能充分利用网络资源。

    6、自动控制技术的应用，大幅度减轻了一线工人劳动强度和现场管理难度，岗位由原来的5个到现在的3个，人员由原来的20人到现在的10人，不仅在工作中减轻了员工的劳动强度，加强了安全系数，体现了以人为本的原则，而且使油田工业自动化水平达到了新的起点，使生产和管理更趋规范化、科学化。

1、 引言：

恒压供水系统具备结构简单、性能可靠、运行稳定、性能指标高等优点，已经广泛的应用在工业和居民用水的供水系统中。

初设计时考虑使用传统PID控制，但由于供水系统压力变化较大，具有不确定性，采用传统PID算法控制压力动态特性指标很难达到理想效果。经过几个现场的勘察，发现模糊控制算法较传统PID算法有明显的优势，效果更为理想。终选择了采用模糊控制算法的AI-808人工智能工业调节器作为主控制器，结合可编程序控制器（PLC），变频器，实现了整个社区的居民供水。

2、 社区供水系统的设计：

社区的供水系统有别于工业供水系统，在设计上的考虑点也不一样。工业用水在水的使用上没有明显的时间特征，而居民用水则不然，白天和晚上，和平常上班时间都有明显的差异。所以在居民用水的设计上要充分考虑系统的时间特性。

为保证恒压供水系统的节能和稳定性，在供水系统中设计三个供水泵，分别为小功率水压维持泵，常用大功率泵和备用泵。在用水高峰期时，启动大功率泵在公频状态下工作，再附加小功率泵维持水压；在正常使用情况下启动正常的供水泵就可以维持而且很好的保证水压；而用水量小的时候，只需使用小功率维持泵，即可让水压恒定。

此外，还需考虑在深夜无人用水的情况：通过可编程序控制器（PLC）的时钟继电器，在某个时刻停止水泵，并且在设定时间内，只有出现下限报警的时候才能使水泵启动；或者，通过变频器设置一个平衡频率，当变频器的频率低于此平衡频率时，泵不动作，从而避免当压力和变频器达到一定的平衡时，水泵出现空转现象。

在电气部分的设计上还需选用接触器控制启动、停止，空气开关、热继电器作为过流或超载保护。

3、工作原理

下图为恒压供水的原理框图（图1）：

系统由调节器、可编程序控制器、变频器、供水泵、阀门和压力变送器构成。为了节约成本，选择一台变频器带三台供水泵的模式，在用水高峰期如果大功率供水泵无法满足要求，在可编程序控制器里设定将大功率供水泵切换为公频状态工作，由压力维持泵调节压力。在正常的工作情况下为了防止泵的堵塞，还要不定时的让供水泵切换运行下，这也可以通过可编程序控制器来实现。备用泵在大功率泵故障或检修的时候使用。

管道的压力经压力变送器传送至调节器，经调节器调节运算后，将控制输出信号（一般为4-20MA）送到变频器控制输入端，通过调节供水泵的电机转速达到控制压力的目的。

系统运行的时候，变频器只控制其中一台泵，若在50Hz的情况下仍不能满足要求，可编程序控制器将会把其中一台泵切换到公频状态工作。

4、设备的选取 

1）调节器

在经过大量的实地考察和实验测试，终选择了厦门宇电自动化科技有限公司生产的AI-808型人工智能工业调节器作为主调节器。整体型号为：AI-808AI4X3L5L，主要技术特征：0.2级精度，带手/自动控制功能，模糊控制算法，多分度输入，多种控制输出（在此选择4-20mA输出）和多种报警输出。更重要的是厦门宇电自动化科技有限公司还提供5年的免费维修。

2）可编程序控制器（PLC）

选用欧姆龙公司CP1H系列可编程序控制器，输入，输出均为开关量信号，由于可编程序控制器只完成水泵的自动切换等逻辑功能，所以不选择模拟输入/输出模块，从而节省一部分成本，系统的压力由AI-808型人工智能工业调节器完成，其算法远优于可编程序控制器的PID算法，在控制过程中如果出现压力超低限或超高限报警可以利用可编程序控制器（PLC）的逻辑关系对水泵进行强制切换启动或强制停止。

3）变频器

变频器选择施耐德专门为控制泵和风机开发的ATV61系列节能型变频器；内置多泵可编程卡，适合一个变频器带多个水泵使用。可通过AI-808仪表调节输出信号或外置手动电位器（仪表本身含有手动功能，外加电位器只是防止仪表在故障状态下也能保证水压控制）对变频器的频率进行控制。

4）控制盘面

系统的控制盘面（控制台）设计需要兼顾手动/自动两种控制模式，当主控仪表AI-808故障或系统需要手动控制的时候，可以将控制盘面切换到手动控制模式，在手动控制模式下；每台水泵或阀门都可以独立开启或关闭，变频器也可以通过盘面的电位器手动调节频率的大小。在自动控制模式下；通过操作面板启动开关后，所有控制由AI-808仪表和可编程序控制器合作完成。另外，考虑到检修或水泵故障，盘面还有水泵启动选择开关。盘面布置除了可编程序控制器、AI-808调节器、液位监测仪表，网管压力监测仪表和频率显示仪表。

5、主控参数设置和可编程序控制器的程序设置

1） 主控仪表AI-808的参数设置

在恒压供水系统中，除了水压的稳定控制之外，设置报警也是很重要的；因为系统出  

故障后都是通过水压来反应出来的，其参数设置如下：

HIAL：上限报警；当实际测量压力超过上限报警值以后，仪表输出开关量给可编程序控制器（PLC）。

LOAL：下限报警；当实际测量压力低于下限报警值以后，仪表输出开关量给可编程序控制器（PLC）。

dHAL：正偏差报警；系统可以根据此报警进行水泵的切换；

dLAL：副偏差报警；系统可以根据此报警进行水泵的切换；

DF：回差；用于避免因测量值波动而引起的继电器频繁动作，

CTRL：控制方式，社区恒压供水经验参数：4

M5：保持参数；社区恒压供水经验参数：5

P：速率参数；社区恒压供水经验参数：4

T：滞后时间；社区恒压供水经验参数：1

CTL：输出周期，模拟量输出一般设置为：1

Sn：输入规格，确定输入信号的种类，由于现场使用的是二线制压力变送器，设置Sn=15；

DIP：小数点选择：在此系统中，反应压力以Mpa计算所以DIP=3；

DIL：输入下限显示值；规定4-20mA输入信号4mA输入时对应的显示值；

DIH：输入上限显示值；规定4-20mA输入信号20mA输入时对应的显示值；

CF：系统功能选择，用于确定调节的正反作用等等，此处设置为0；

2） 可编程序控制器（PLC）的程序设定

在整个控制过程中，可编程序控制器（PLC）主要用于报警处理和定时对水泵的切换，所以程序的编写也很简单，主要是一些开关量的处理；编程的时候，当控制仪表输出报警信号的时候可编程序控制器输出继电器信号将变频器切换的固定频率输出，这个固定频率可以是现场的一个经验值，可以维持供水的频率；当可编程序控制器（PLC）接收偏差报警的信号，进行水泵之间的切换；当接收到电路中热继电器给出的信号，则发出警报信号提醒值班人员对水泵进行检测。

6 结论

采用厦门宇电自动化科技有限公司生产的AI-808型智能人工调节器结合欧姆龙公司的

CP1H可编程序控制器构成的恒压供水系统，已经在多个社区使用，经过长时间的使用情况表明：

1） 采用AI人工智能工业调节器的模糊控制结合可编程序控制器，达到了较好的动态和稳态指标，对系统压力的调节具有恢复时间快、超调小，系统稳定性高等优点，

2） 采用单台变频器对多台水泵切换使用降低了系统造价；

3） 变频器的使用由于具备了软启动等功能，对电网的冲击减小，增加了水泵的使用寿命，同时具备了良好的节能效果；

1．前言

      A3车型是奇瑞公司的战略转型车型，为打造五星安全品质，对该车型提出更加苛刻的质量要求。焊装车身的制造水平**依赖于**的焊接设备，公司引进柯马公司的自动化生产线，完成车身下部和车身总成的焊接任务，以符合更高的焊接质量要求。

部分  A3自动化生产线设计纲领

第二部分  电气控制系统

第三部分  点焊机器人系统

第四部分  其他系统

4.1    滚床系统

4.2    OPENGATE

4.3    机械化输送悬链和BUFFER

4.4    车型识别和生产管理系统

4.5    激光检测系统

4.6    安全系统

部分A3自动化生产线设计纲领

       主要负责A3三厢和A3两厢两种车型白车身总成的生产，下部线和主焊线是混线自动化生产线，年产能约为20万辆。

      车身下部线完成发动机仓、前地板、后地板等总成零件的拼装焊接工作，适应车身下部高强度的焊接要求。主要由27台机器人完成焊接工作、零件抓取，整条线还包括自动化输送悬链，零件缓存器。

       主焊线主要是完成车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接工作。由滚床、OPENGATE、和31台机器人组成。

      主焊线OP130工位为在线激光检测系统，由4台机器人带动激光检测系统，对车身尺寸关键点进行在线检测。

 第二部分 电气控制系统

       A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线，车身下部经空中输送至主焊线，然后通过空中输送线输送至调整线。

      整条生产线有车型识别系统一套，辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台，采用SICK的安全保护设备，采用带有安全集成功能的CPU 416F-2的西门子PLC。控制部分的采用工业以太网和PROFIBUS（现场总线）连接，见图控制部分示意图。

控制部分示意图

      现场总线PROFIBUS,是用了7层模型的1、2层，精简的结构保证了数据的高速传输。主要应用于现场分散的I/O设备。PROFIBUS-DP网络由以下几部分组成（如图2）：1主控器（PLC）;2现场I/O模块（ET200S），用于连接各种I/O设备；3其他智能装置，如变频器，触摸屏等；4.网络附件（交换机等）。它能够直接完成设备的顺序、连锁、闭环控制，完成过程参数的采集以及报警功能。

      PLC下面的从站模块通过两条PROFIBUS支路进行硬件配置分别有1.MPI网络的网络模块配置2.DP网络的模块配置。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成

      两条自动化生产线和5条空中输送线由CPU 416－2DP、CPU 315－2DP的13台西门子PLC控制。PLC可向系统提供分析设备运行状态和发生故障点的信息。每条生产采用1台西门子人机界面PC870进行控制，通过自身的MPI接口与PLC连接，内部安装西门子组态监控软件WINCC。整条生产线采用两种总线模式，PLC与机器人间及PLC与I/O设备之间采用PROFIBUS现场总线进行通讯。PLC与PLC间的通讯全部采用西门子生产的CP443—1交换机进行通讯和数据交换。

       机器人和人机界面采用PROFIBUS通讯协议，开关、电磁阀、按钮、指示灯、I/O从站等全部采用现场总线，区域内PLC间的通讯通过DP/DP Coupler进行信号交换，区域间的PLC通过工业以太网进行通讯。这种总线的组合方式，节约了大量的接线工作，同时实现对整个系统的控制，过程状态显示、故障报警信息的显示，使得整个系统操作简便、维护方便、可靠性高。

        西门子的人机界面HMI为整条生产线的运行与维修提供了强大的保证。在机器人界面上通过组态软件进行动态调试、人机界面按操作菜单分为工位平面布置图见图2、各设备状态图见图3等。人机界面能够显示线内的设备分布状态、并用不同的颜色显示设备的不同状态、如运行、停止、故障等信息。子菜单内可显示PLC与I/O的状态图3，显示变频器（）、机器人的故障信息见图4。当有故障时能自动弹出报警信息，并对报警信息进行记录进行归档统计，保留历史故障记录ZAOCHE168.com，为日后维修与点检设备时提供参考依据。

设备平面布置图

设备状态

网络通讯监控

设备故障信息

       所有的操作界面使用西门子公司的HMI，避免了传统的面板接线复杂、劳动强度大、观察、维修不方便的弊病。在该生产线中成功地应用了西门子公司的SIMATIC产品的技术，其中Profibus场总线和工业以太网技术在该系统中起到关键作用。

第三部分 点焊机器人系统

       在汽车焊接工艺中，点焊占整车焊焊接的很大一部分，奇瑞A3自动化生产线焊接系统主要由点焊机器人系统系统组成。点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、点焊控制器、自动电极修磨机、自动工具交换装置、气动点焊钳、水气供应的水气控制盘等。

       A3点焊机器人系统全部采用COMAU工业机器人及相关设备。这些点焊机器人通过控制系统可以进行A3两厢车型和三箱车型的自动识别和切换。

焊接机器人系统

       焊接机器人是典型的机电一体化高科技产品，功能强大、操作简便。点焊机器人系统的控制方式是：由机器人控制柜通过通信网络同生产线PLC西门子控制柜构成机器人焊接生产系统。机器人系统内的点焊控制器、自动电极修磨机、自动工具交换装置、水气控制盘等装置由机器人控制。机器人系统根据上位PLC的车型信号输入来调用对应的机器人焊接程序进行车身装配焊接。

3.1中频焊接技术的应用

       为了使A3获得更加优异的碰撞性能，在A3的车身结构中，大量的采用高强度钢板，同时纵梁等关键结构采用激光拼焊钢板，传统的工频焊接技术无法使得在焊接高强度钢板时获得好的剪切强度和抗疲劳强度。为了克服工频焊接技术的弊病，在车身下部线采用中频焊接。在A3线中采用BOSCH中频焊接控制器和NIMAK的中频焊钳。

       中频焊接技术使得机器人焊接的优异性能进一步**,中频焊接得优点主要有，相对工频焊接为直流焊接，变压器小型化、**电流控制的响应速度，实现工频控制无法实现的焊接工艺，能够对三相电网平衡，中频焊接的功率因数高，节能效果好。

3.2涂胶系统的应用

       涂胶系统主要涂车身骨架的点焊密封胶和隔震胶。自动胶枪由机器人携带，具有涂胶轨迹一致性高、胶用量控制准确、涂抹后的胶条形状统一等优点。涂胶系统为A3车型获得更加优异的降噪性能提供了很大帮助。

       供胶系统采用GRACO 公司高粘度供应系统。包括:55加仑压盘一个和5加仑压盘一个、气动柱塞泵、升降器。流体由泵输出，泵出口装有双过滤装置对胶进行过滤。再经过高压软管连接到GRACO P-FLO LT。

       供料泵采用双泵自动切换方式，设备具有自动切换及空桶报警功能：一泵处于工作状态，一泵处于待命状态。当工作泵胶桶中的胶用完后，系统发出报警，自动切换装置自动将工作泵切换至另一待命的泵，此时待命的泵成为工作泵。供胶泵具有双泵切换功能，在换桶时不影响自动涂胶系统的正常工作，有效的**了生产线的工作效率。

      **控制采用美国GRACO P-FLO LT精密**控制器，包括：控制箱，电缆，流体盘，气动隔膜调压，**计等。

       GRACO P-FLO LT**控制的工作原理为机器人提供速度的模拟量信号，控制板控制气动隔膜调压即时调整胶的压力，并通过**计和压力计提供实时****和压力即时修正，形成一个闭环控制，从而实现**定量控制要求。枪的出胶量随机器人速度的变化而变化。

3.3自动电极修磨机的应用

       在主焊线上，为了实现生产装配的自动化，**生产线节拍，分别为每一台点焊机器人配备了自动电极修磨机，实现电极头工作面氧化磨损后的修锉过程自动完成。同时也避免了人员频繁进入生产线带来的安全隐患。电极修磨机由机器人的内置PLC控制，示教专门的电极修锉程序来完成电极修锉。同时根据修锉量的多少来对焊钳的工作行程进行补偿。

       使用焊接机器人的优点：不仅使生产效率**了，而且使焊接生产过程变得规范化，使产品质量得到稳定和**。

第四部分 其他系统

4.1滚床系统

        A3自动化生产线整条线使用滑撬输送，输送时间为18秒。其输送路线为：升降段输送空滑撬到UB10#——滚床输送——UB110#——升降段输送——MB10#——滚床输送——MB150#——升降段输送。下图为西部线滚床滑撬系统。

图1. 下部线滚床滑撬系统

      滚床系统结构如图2所示，其工作原理为：控制信号发出，传输电机接收信号，开始工作，滑撬通过摩擦滚轮进入工位，感应器感应，输送电机停止，升降电机接收到控制信号，开始启动，升降摆臂单元驱动，滚床开始升降，下降定位后，焊接机器人进行焊接，焊接完成后，控制信号发出，升降电机运行，滚床上升输送电机运转，滚床上升到位，运输电机气动，滑撬运行并进入下一工位。

图2. 滚床结构

4.2 OPENGATE

        M11/2主焊线设计生产节拍为100秒，可进行M11、M12两车型的任意混流，并考虑第三车型的预留。其中MB30# & MB40# & MB50# 主拼工位占用了三个工位，形式为COMAU公司标准的OPENGATE，具有柔性高，阶段投资，改造方便等诸多优点。其自身的结构特点较四面体翻转也有可采用侧围预装、两侧施焊空间大等优点。

图1. 主线OPENGATE

      OPENGATE即主拼夹具，COMAU公司OPENGAT是以夹具体为基础，采用门形式，结合传感器SOOQ.cn版权所有，利用PLC进行控制。OPENGATE和焊接机器人系统通过总控制系统进行配合工作，终实现车身的定位、夹紧和焊接。

      OPENGATE由夹具本体，气路系统，感应控制系统组成。A3主线OPENGATE本体，采用门形式，底座采用直线导轨，通过推力电机进行定向（Y向）移动。X向预装直线导轨，可以进行车型切换，这样有利于进行阶段性投资和改进。气路系统采用集中供气，由执行元件（气缸）、控制元件（气阀）和辅助元件组成。感应控制系统由电磁传感器、PLC（可编程控制器）和计算机控制系统组成，可以实现夹具的信息采集和自动化控制。

       OPENGATE工作过程。主线白车身预拼后进入OPENGATE，OPENGATE本体进行闭合，闭合过程中进行侧围和底盘的定位，使白车身预拼位置符合设计要求；定位后电磁感应系统进行工作，检查定位是否准确，如果无误，夹紧机构进行动作，将车身夹紧；如果有误，报警系统进行报警， OPENGATE进入暂停状态，同时控制系统显示出现问题的地方和原因，待问题解决后系统继续进行工作。夹紧后感应装置进行夹紧状态检查，如果出现问题，则系统暂停并报警，如果夹紧状态正常，焊接机器人开始工作，进行焊接，焊接完成后，OPENGATE夹紧机构打开，门式夹具体打开，白车身进入下一道工序，OPENGATE等待下一辆白车身进入。

        OPENGATE的特点。COMAU公司OPENGATE侧围合拼采用预装形式进行预装配，侧围合拼焊接工位，采用侧滑形式进行侧围的夹具切换，M11和M12侧围部分的夹具采用共用设计。夹具中定位销、基座、非加工件采用标准化和系列化的部件，水平面上定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm，粗糙度为1.6um，所有的定位孔与基准面的公差为±0.05mm，粗糙度为1.6um。夹具定位销和定位块的安装需采用“调整垫片式”的结构，定位销调整垫片厚度为5mm。此外，设计中预留三坐标测量的位置和加工面，在复测时不需要拆卸夹具和滚床等其他设备。

        目前A3车型已经基本实现公司的“2mm工程”，COMAU公司OPENGATE为“2mm”工程提供了很大的保障，它为奇瑞A3的五星品质奠定了坚实的基础。

4.3机械化输送悬链与BUFFER

       机械化输送悬链的主要是用于大总成零件的自动输送，主要是发动机仓、前地板总成、后地板总成的输送。

       其中后地板的吊具是两种车型共用。采用**先出的方式进行零件的排序。如果零件与机器人抓取的过程不一样可以进行零件的放行，当零件被机器人抓取后，空吊具沿返回道返回。同时要求具有强制返回功能，当发现问题时，零件不被抓取强行返回。

机械化悬链零件的放置和取下都是由机器人完成。

        BUFFER主要是用于小零件的缓存。人工将零件摆放到BUFFER上，零件在BUFFER上是被可靠定位的。机器人在抓取零件时对零件的装配的位置进行识别，如零件的装配位置不正确机器人不进行零件的抓取，并报警。人工装配完成后按确认进行放行。装配员工需要根据生产计划进行零件的排序。每个BUFFER上装有显示屏，对零件的数量进行倒计数。装配者根据生产计划进行零件的装配。对一些情况，如将镀锌件装配成非镀锌板机器人是无法识别的。

4.4车型识别和生产管理系统

       自动化生产线将自动化控制系统,制造业执行系统(Manufacture Execute System,MES)集成在一起形成生产线的管理系统。在前期，生产计划输入工控机计算机中，通过工控软件推算出个人工上件点的上件点的生产计划。通过以太网传给PLC。后期对系统进行改造，自动化线能够及直接接受MES系统的生产计划。

      M11和M12采用拉动式生产的方式进行，生产线接收MES系统的生产计划。每个工位都有基于MOBY-Ⅰ形式的车型识别系统，车型识别系统载体安装在每个滑橇上。每个工位将根据车型识别系统识别的信息自动进行焊接程序和焊接参数的切换。

       在发动机舱总成工位是计划安排的起点。在总成工位粘贴条形码，确定车型信息。发仓被放置在转运平台上时，扫描设备扫描VIN码信息传送给PLC控制柜。控制柜根据接收的生产计划确定机器人是否进行零件抓取，信息无误时给机器人传送信号，机器人执行零件抓取。同时，将VIN码信息传递给下一个工位。

       主焊线个机器人设置VIN码扫描点,并将信息写到雪橇载体上，并将生产信息传送给下个工位,第二个工位根据信息提前判断功能,提前做好夹具、焊接参数、焊接程序的切换准备工作。当雪橇到达第二个工位时，设备读取雪橇上的车型信息，并将从雪橇上读取的信息同个工位传递的信息进行核对，核对正确的情况下，执行程序。以此类推。

       整条生产线有9台抓件机器人，上件机器人具有两种车型的识别能力，能根据生产计划选择相应车型的零件，一旦零件错误或缺少零件，该机器人停止工作并且报警，同时每个BUFFER上具备车型识别系统。

4.5在线激光检测系统

      主线130为机器人激光检测工位，由四台机器人携带激光检测传感器组成，用来保证汽车精度而设立的，对M11.M12车身的252测量特性进行检测。

        Perceptron测量系统通过机器人上的激光传感器采集车身实际尺寸，系统通过中转器把数据传输到数据控制站进行分析和标准数据进行对照比较，尺寸出现超出工艺范围，数据站立即发给PLC控制的生产线故障和报警信号，停止生产线，防止不合格车身流到下道工序。

激光检测系统

激光检测系统原理

4.6安全系统

硬件配置：CPU 416F-2的西门子PLC, 光栅、急停按钮、安全门、区域扫描仪等。

       安全集成的输入输出信号作为过程的接口，可以直接连接单通道和双通道的输入输出信号，例如急停按钮和光栅。安全集成信号作为冗余信号内部连接在一起。采用故障安全的分布式输入输出系统使系统的安全工程配置被PROFIBUS-DP部件替代，包括急停开关设备的替换，保护门监视装置，双手操作等等。

       在程序块中对工位的各种安全设备如急停、安全门、光栅进行逻辑控制，替代了传统的安全继电器控制方式；在程序中对各安全设备的逻辑处理主要通过三个程序模块实现：光栅屏蔽数据功能模块，急停屏蔽数据功能块、安全门屏蔽数据功能块。

集成在标准自动化系统的安全集成工程的优点主要有：

1．具有安全集成功能的自动化系统比机械电器解决方案更灵活

2．基于可编程控制器的安全系统相对与传统的硬接线系统大大降低了接线成本

3．集成功能由于采用标准工程工具进行系统的编程配置因而可以减少工程用时

4．成故障安全功能的CPU不仅可以处理与安全相关的控制，同时可以参与到标准的自动化任务当中

5．故障安全程序和标准程序可以在统一的平台上共享数据和通讯

小结

       A3自动化线是COMAU为奇瑞公司打造的一条现代化生产线。为实现自动化生产，提供各种自动化设备，并进行有机集成，使用现场总线于PLC进行连接，PLC与PLC之间通过工业以太网进行连接，为生产线的使用、维护提供诸多方便。同时人机界面大大的**了生产线的可控性，为维修提供了便利条件。

        COMAU公司的OPENGATE技术为实现车身的“2mm工程”奠定了基础，恰到好处的使用中频焊接技术为**车身性能起到关键点作用，各种辅助自动化设备极大地**整条线的自动化率。

      作为奇瑞“十年磨一砺”的主打、战略车型A3，经历过开创性的“十万公里连续不间断公开测试”、“突破性的通过C-NCAP五星安全测试”，连续被评为“自主品牌汽车”。这些良好的综合性能，尤其是安全性，与奇瑞打造精品车身是分不开的。A3的品质，是对设计、规划、工艺、制造等投入大量人力、物力和**技术换来的。COMAU公司设计制造的自动化线为A3车身卓越的品质的**起到关键的作用。A3自动化线是自主品牌汽车向看齐的产物，A3车型品质的飞跃得益于自动化线的应用，使得车身焊接装备的探索又迈向更高一层。