在汽車工業(yè)，優(yōu)化的生產(chǎn)解決方案必不可少，歐寶公司位于德國Ruesselsheim的汽車廠也不例外。汽車涂裝車間的目標在于讓市場上銷售的每輛車讓消費者看起來都更加完美，因而，車間的各個工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動化水平，完善的全方位自動化輸送系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。
Ruesselsheim汽車廠是歐寶公司在德國的幾個主要生產(chǎn)基地之一，主要進行全新威達（Vectra）系列車型的外部涂裝工作和組裝工作。在歐洲，歐寶的品牌是家庭轎車市場的守護者，威達是歐寶品牌里的一款中堅車系，它以扎實的德系車體工藝質(zhì)量、組裝品質(zhì)以及良好的操控性能在市場中廣受認可。
良好的制造品質(zhì)來自于先進的自動化控制技術(shù)和工藝設備。20多年來，歐寶公司的Ruesselsheim汽車廠一直高度重視自動化控制技術(shù)，無論是涂裝線還是總裝線。該廠采用了各種先進的控制技術(shù)——自繼電器控制、遠程機械控制和第一代 S5 與 S7 系統(tǒng)，直到現(xiàn)場總線技術(shù)與最現(xiàn)代化的 Ecofast 系統(tǒng)。
通過感應式接近開關和地板安裝型信號發(fā)生器（右）控制橫向輸送線的運輸板的速度、制動以
及定位，輸送機單元的 Ecofast電機啟動器（左）的結(jié)構(gòu)符合 IP 67規(guī)定，故可以直接安裝在驅(qū)動電機上
涂裝車間的TIA
該廠的涂裝車間擁有完備的涂裝設備，這些設施占有100多萬m3的封閉式空間，規(guī)模相當于一個足球運動場。涂裝車間擁有3500m長的輸送線，其中1200m連接白車身總裝線到涂裝線，約 800m用于送走涂裝完畢的汽車，這兩條輸送線之間，還有一條最多可存放 426 輛汽車的緩沖線。該設施的設計日生產(chǎn)能力為 1495 輛汽車，如果兩班制運行的話，每小時可以完成108 輛汽車涂裝的工作。
在如此規(guī)模的多層立體涂裝車間底層，有三個返修臺的工位專門負責對有涂裝缺陷的車體進行非常精細的修補，消除諸如微小氣泡等非常細小的缺陷。返修臺在車間的底層，這也是該車間在常規(guī)的滾筒輸送線、水平輸送線和鏈式輸送線以外，另設自動化提升裝置的原因。
在嚴格的質(zhì)量體系下，車間的各個工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動化水平，所以，完善的全方位自動化輸送系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。這也正是Ruesselsheim 汽車廠的情形，它的涂裝設施采用了傳感器業(yè)的最新技術(shù)以實現(xiàn)全自動輸送控制。
輸送控制系統(tǒng)專門監(jiān)控車體前往三個返修臺以及隨后返回噴涂車間的輸送工作。車體從上層輸送系統(tǒng)被送上運輸托板后，將在兩層輸送帶之間全自動地進行傳輸。系統(tǒng)的控制器采用一臺 Sicalis PMC7_CS，以確保安全運轉(zhuǎn)，并在統(tǒng)一的用戶界面下，透明地監(jiān)控所有過程。Sicalis平臺統(tǒng)一的運作與診斷方案支持集成化的、快速的安全故障檢測功能，這一點尤為有利。故障安全型Simatic S7-416F 以遠程主控制站的形式協(xié)調(diào)安全保護系統(tǒng)的工作。
總體上，該系統(tǒng)的可用性能提高到了 99.85%，而且特別值得一提的是，西門子系列自動化設備及傳感器模塊的智能互聯(lián)確保了整個涂裝生產(chǎn)流程之間的信息交互以及整個系統(tǒng)的順暢工作與操作安全性，實現(xiàn)了整個自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中水平和垂直方向上的集成，能夠減少工程成本，提高生產(chǎn)率，降低生命周期成本——這些都是當今世界對生產(chǎn)成本合理化不可或缺的要求。涂裝車間自動化系統(tǒng)在整體層面上的安全性、可靠性和可用性等體現(xiàn)了“全集成自動化系統(tǒng)（TIA）”的最高水平，堪稱典范。
通過 Profisafe，激光掃描器直接連接至故障安全型 Simatic S7-416F控制器，對卷閘門與橫向輸送機之間的區(qū)域進行 190° 的監(jiān)控
傳感器帶來了工廠革新
由于傳感器技術(shù)的巨大進步，現(xiàn)代化工廠出現(xiàn)了許多重大的革新。比如在歐寶公司，在提升裝置卷閘門前部安裝有一臺 LS4 激光掃描器，使它在現(xiàn)場總線級通過 Profisafe（故障安全通信總線）直接與 Profibus DP 系統(tǒng)的PLC通信，因而能同時利用 PLC 內(nèi)集成的防護技術(shù)，確保生產(chǎn)安全。
LS4激光掃描器是全球第一個在Profisafe總線系統(tǒng)下安裝的裝置，其工作范圍為190°，能監(jiān)控該范圍內(nèi)精確劃定的防護區(qū)域，這樣，即使在4m以外，也能識別出穿黑衣服的人員，并將警報信息發(fā)送至 15m以外的人員或目標。
在LS4激光掃描器的旁邊，設有三光束類別4光柵以及4個 IQ-Sense 光傳感器，以實現(xiàn)最好的傳輸線旁操作人員的安全性以及高度的應用靈活性。這里，IQ-Sense光傳感器意味著組合傳感器與控制器以構(gòu)成系統(tǒng)僅需少量工作。單根雙芯電纜便可同時傳輸動力與數(shù)據(jù)，實現(xiàn)傳感器/控制器模塊一側(cè)的最佳通信。
通過 IntelliTeach 功能檢測新目標便可校準 IQ-Sense光傳感器，因此，該傳感器技術(shù)的突出優(yōu)點就是調(diào)試工作快捷、方便，且設置參數(shù)后就可傳送給其它任何一個傳感器，能更進一步節(jié)省時間。此外，IQ-Sense光傳感器還支持按通道對系統(tǒng)進行診斷，因而它也更加安全——它能自動報告斷線、短路、傳感器/模塊失調(diào)或故障，有助于避免故障，并將停機時間降至最少。IQ-Sense光傳感器的另一個特點是其提升裝置旁直接設置有兩個 C40 封裝形式的IQ-Sense 光式接近開關，以控制安裝于該處的卷閘門。一旦檢測到車體，傳感器便開始定位并起動系統(tǒng)的電機啟動器。與感應式接近開關不同，這些光電接近開關可以檢測出不同材質(zhì)的物體，無論是金屬材料還是其他材質(zhì)。
在橫向輸送帶到返修站之間，運輸板上的感應式接近開關必須確保運輸板的準確定位以及必要的加速與制動，為此，輸送帶旁還設置有金屬材質(zhì)的信號發(fā)送器，當運輸板路過時，供接近開關的感應式交變磁場檢測，并觸發(fā)相應的 PLC 發(fā)出通知信息。
完美結(jié)合的成功經(jīng)驗
為了分布式地連接現(xiàn)場各處的傳感器，該廠配置了Sim
atic ET 200SF站，它還能通過 Profisafe與故障安全型 Simatic 控制器直接通信。Ecofast 程序的智能電機啟動器或變頻器控制著輸送帶單元的驅(qū)動電機。該廠采用供電母線對驅(qū)動單元供電，而通信用電源則通過Profibus DP系統(tǒng)提供。故障或工作切換時，可通過電機啟動器安全地切斷各個組和一次回路。目前，歐寶公司還完成了該項功能針對其它應用的標準化工作。
通往橫向傳輸機提升裝置的卷閘門處安裝的 IQ-Sense 光感式接近開關能直接通過控制器方便地進行參數(shù)化設置傳感技術(shù)與高層過程控制系統(tǒng)的集成由西門子非接觸式 Moby I運行識別系統(tǒng)來實現(xiàn)。Moby I系統(tǒng)長期以來就是歐寶公司涂裝設施的標準配置。借助 Moby I 的數(shù)據(jù)媒體，監(jiān)控系統(tǒng)能清晰地識別車身。所用組件防護等級均高達 IP 67，它帶來的優(yōu)點極為明顯，能適應非常惡劣的工業(yè)環(huán)境，因而，電機啟動器無需再安裝在控制柜內(nèi)，而是可以就近驅(qū)動電機直接安裝。
歐寶公司相關負責人在描述該項目的成功經(jīng)驗時說：我們從上到下各個層面上的自動化系統(tǒng)應用都非常成功。現(xiàn)在，這些被采用 Profisafe 組件（S7-416F、417F 和 ET 200SF）已加入了歐寶公司標準許可組件表，為歐寶公司其它歐洲生產(chǎn)基地的工廠，如 Gliwice 和 Antwerp等工廠使用這些組件建立了基礎。
（轉(zhuǎn)載）
