發(fā)布時(shí)間：2021-06-09所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展是迅速的，也包括了繼電器控制、電子計(jì)算機(jī)控制、順序控制器、PLC、CIMS、DCS、縱向控制技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近些年來自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展逐漸在汽車產(chǎn)品行業(yè)嶄露頭角，以其集成化、智能化的特點(diǎn)，在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造
摘要：電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展是迅速的，也包括了繼電器控制、電子計(jì)算機(jī)控制、順序控制器、PLC、CIMS、DCS、縱向控制技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近些年來自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展逐漸在汽車產(chǎn)品行業(yè)嶄露頭角，以其集成化、智能化的特點(diǎn)，在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等得到青睞。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使汽車系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，同時(shí)在故障自動(dòng)診斷、智能化設(shè)計(jì)等方面提供了基礎(chǔ)和更多的可能性。汽車領(lǐng)域中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)汽車生產(chǎn)、制造、設(shè)計(jì)、駕駛、故障診斷維修都有重要的意義和作用。
關(guān)鍵詞：汽車領(lǐng)域;電氣自動(dòng)化系統(tǒng);PLC系統(tǒng);技術(shù);展望
0、引言
電氣自動(dòng)化發(fā)展過程中，工業(yè)制造的革新也在進(jìn)行，汽車工業(yè)制造作為規(guī)模龐大、影響范圍廣的行業(yè)，在電氣自動(dòng)化、智能化方面發(fā)展迅速，并一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位。在汽車領(lǐng)域中，不僅在整車制造生產(chǎn)線上體現(xiàn)其自動(dòng)化和智能化，在汽車產(chǎn)品、功能等方面的使用也有多樣化的體現(xiàn)。與此同時(shí)，汽車設(shè)計(jì)與制造，所涉及的技術(shù)是復(fù)雜、多樣且密集性的。在汽車行業(yè)發(fā)展過程中，傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)通過數(shù)量取得市場的時(shí)代已經(jīng)過去，現(xiàn)代汽車制造企業(yè)想要參與市場競爭和長期發(fā)展，必須以技術(shù)為核心基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全面的提升。自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
1電氣自動(dòng)化系統(tǒng)概述
上世紀(jì)50年代至70年代之間，電氣設(shè)備的發(fā)展是電氣自動(dòng)化的基礎(chǔ)，隨后通訊技術(shù)、集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等蓬勃發(fā)展，多種技術(shù)組合，逐步形成了電氣自動(dòng)化技術(shù)。電氣自動(dòng)化具有多元化的接口連接方式，線路控制集成度也在長期的發(fā)展中越來越高。與此同時(shí)，可編程控制器的引入使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠進(jìn)行指令型操作，由以往的簡單操作逐步升級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜性指令的操作。此階段的發(fā)展和演變，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主控制系統(tǒng)能夠以軟件控制來實(shí)現(xiàn)，與此同時(shí)還能夠通過PLC控制系統(tǒng)、現(xiàn)成總線控制等方式進(jìn)行系統(tǒng)控制。自此，具備設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)、管理的汽車電氣自動(dòng)化體系逐漸成型。
2汽車電氣自動(dòng)化
汽車電氣自動(dòng)化，其意義為將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用到汽車設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、管理等多方面的運(yùn)用。通過電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，汽車控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更加精細(xì)化的操作，更加精準(zhǔn)的零部件生產(chǎn)。此外，還使得汽車零部件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化生產(chǎn)和定制生產(chǎn)等效果，在生產(chǎn)效率方面也節(jié)節(jié)提升�？删幊炭刂破鞯氖褂门c發(fā)展，使汽車系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)了功能設(shè)計(jì)的多樣化，幫助設(shè)計(jì)效率得到提升。
3汽車領(lǐng)域中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用情況
3.1機(jī)器人視覺系統(tǒng)
機(jī)器人視覺系統(tǒng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，其通過對(duì)物體進(jìn)行掃描，以得到信息數(shù)據(jù)，在通過系統(tǒng)算法得到立體的精準(zhǔn)位置定位信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車生產(chǎn)的監(jiān)控，以達(dá)到監(jiān)控的效果，并為自動(dòng)化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。
機(jī)器人視覺系統(tǒng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)汽車總裝、零部件、安全帶滾輪、車鎖、控制板、線束保險(xiǎn)絲盒、汽車儀表盤、發(fā)動(dòng)機(jī)等等進(jìn)行檢測。
機(jī)器人視覺系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，需要與機(jī)器人系統(tǒng)連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和指令的傳輸，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，并通過信息傳輸，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督自動(dòng)化機(jī)器人完成相應(yīng)的操作，目前機(jī)器人已經(jīng)達(dá)到非常精確、靈活操作的程度。
機(jī)器人激光焊接技術(shù)的運(yùn)用，是通過機(jī)器人視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，自動(dòng)對(duì)照具體的位置信息和尺寸信息，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，同時(shí)完成焊接操作任務(wù)。待到焊接完成后，機(jī)器人能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光焊接的質(zhì)量檢測，并記錄評(píng)估。隨著機(jī)器人視覺系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和完善，除了能夠進(jìn)行更加精密的測量和操作以外，還能夠通過傳感器感知環(huán)境情況，并通過數(shù)據(jù)分析發(fā)出適應(yīng)環(huán)境的光源以及角度的請求，從而通過微調(diào)保證準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。
3.2集成系統(tǒng)
汽車實(shí)現(xiàn)全面的控制，是通過各個(gè)子系統(tǒng)的建立并實(shí)現(xiàn)連接以達(dá)到綜合調(diào)控的效果的。因此，汽車控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，這就要求汽車設(shè)計(jì)與制造過程中更好的實(shí)現(xiàn)集成化，集成化系統(tǒng)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)技術(shù)組合、子系統(tǒng)連接、全面控制的技術(shù)基礎(chǔ)。集成化主要體現(xiàn)在線路集成設(shè)計(jì)、自動(dòng)化生產(chǎn)集成化管理以及其參數(shù)調(diào)整、校對(duì)、修改的系統(tǒng)應(yīng)用，以集成系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)汽車電子產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一控制。為汽車相關(guān)電氣產(chǎn)品提供了更加協(xié)調(diào)統(tǒng)一的控制流程，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)汽車系統(tǒng)電氣產(chǎn)品性能以及運(yùn)行質(zhì)量提供了保障。
3.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
在汽車組裝、涂裝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)流程工藝具有精密性、一體性等特點(diǎn)，因此工序和操作要求非常嚴(yán)格。通過將組裝、涂裝流程編入PLC系統(tǒng)、CPU模塊，以電氣自動(dòng)化技術(shù)為依托的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)就能夠發(fā)布相關(guān)工序指令，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化。生產(chǎn)管理人員通過監(jiān)督系統(tǒng)程序運(yùn)行狀況以及現(xiàn)場生產(chǎn)過程，對(duì)工藝偏差及時(shí)進(jìn)行糾偏，調(diào)整具體參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)總體控制，穩(wěn)定運(yùn)行。
3.4PLC控制系統(tǒng)
汽車的中沖壓線、焊裝線、總裝線、涂裝線等工序環(huán)節(jié)都由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制操作，具體而言，其采用分布式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)總系統(tǒng)和子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，總系統(tǒng)負(fù)責(zé)總體工序進(jìn)程，子系統(tǒng)則對(duì)針對(duì)性的具體操作進(jìn)行管理，最終實(shí)現(xiàn)整體化一。
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此外，在汽車安全系統(tǒng)中，安全PLC的設(shè)計(jì)也得到了有效應(yīng)用。作為一套安全軟件系統(tǒng)，其功能具有全面性、可協(xié)調(diào)、穩(wěn)定性、方便性等優(yōu)點(diǎn)，其安全功能包括急停、安全門、安全光柵等，用戶在使用過程中只需要調(diào)用安全模塊，即可進(jìn)行安全功能操作。
3.5車道偏移系統(tǒng)
汽車在駕駛行進(jìn)過程中，難免會(huì)發(fā)生車道偏移的情況，而這種情況也會(huì)影響交通行駛，甚至?xí)l(fā)生安全事故，尤其是在天氣狀況惡劣，比如下雨、下雪等天氣尤為明顯。車道偏移系統(tǒng)的設(shè)立，是通過設(shè)置傳感器、攝像頭對(duì)車輛行駛情況進(jìn)行監(jiān)測評(píng)估，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警和解除功能。在車道偏移行為開始后0.5s，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，當(dāng)駕駛員行駛汽車完成車道變更后，警報(bào)解除。
3.6自動(dòng)泊車系統(tǒng)
目前很多品牌的車輛都增加了自動(dòng)泊車系統(tǒng)功能，其功能表現(xiàn)為不經(jīng)過人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)停車入庫。汽車自動(dòng)泊車系統(tǒng)，需要借助探測儀、傳感器等等對(duì)車輛位置信息、距離信息、停車環(huán)境做出評(píng)估判斷。處理器對(duì)收集的參數(shù)信息進(jìn)行分析，并制定泊車策略，將信息反映到操作系統(tǒng)中，車輛自動(dòng)調(diào)整角度、速度，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車效果。整個(gè)泊車過程，不僅僅是自動(dòng)泊車系統(tǒng)功能的體現(xiàn)，是通過汽車各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)合作實(shí)現(xiàn)的。
3.7自動(dòng)巡航系統(tǒng)
自動(dòng)巡航系統(tǒng)的功能體現(xiàn)是與前方車輛自動(dòng)保持設(shè)計(jì)的安全距離。自動(dòng)巡航系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，需要借助智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過車距傳感器、輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器以及ACC控制單元等，將車輛狀態(tài)信息(車道、車速、環(huán)境、距離、位置)反饋給ACC控制單元，經(jīng)過信息分析后，對(duì)車輛操作系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)等)發(fā)出行動(dòng)指令，以達(dá)到自動(dòng)巡航的效果。
3.8人車溝通系統(tǒng)
人車溝通系統(tǒng)以電腦智能系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過語音識(shí)別，實(shí)現(xiàn)人與車之間的溝通互動(dòng)，識(shí)別語言中的控制指令信息，并進(jìn)行相應(yīng)操作。例如可以進(jìn)行音樂播放、音量調(diào)節(jié)、空調(diào)開關(guān)、導(dǎo)航設(shè)置等等。
人車溝通系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，是以通信裝置為媒介建立溝通，通過人車交互，實(shí)現(xiàn)更加便捷的控制效果和駕駛體驗(yàn)。人車溝通系統(tǒng)，還能夠支持無鑰匙駕駛功能，駕駛員隨身攜帶汽車通信器，當(dāng)靠近車輛時(shí)車輛感應(yīng)到通信器車輛會(huì)執(zhí)行開鎖指令，以進(jìn)行自動(dòng)解鎖，同時(shí)開動(dòng)車輛只需要直接啟動(dòng)即可，方便駕駛員駕駛。
在進(jìn)行鎖車時(shí)，不同車輛有不同策略，主要分三種，一種是在車門把手上設(shè)置鎖車觸摸鍵，駕駛員下車后可以進(jìn)行輕按觸摸鎖車;另一種則是通過鑰匙(通信器)按鍵進(jìn)行鎖車的傳統(tǒng)操作形式;此外是通過鑰匙插入鎖孔進(jìn)行應(yīng)急開啟和應(yīng)急鎖車。在忘記鎖車時(shí)，超出一定距離，汽車通信器會(huì)發(fā)出提醒，或在超出設(shè)置時(shí)間后自動(dòng)鎖車。在人車溝通系統(tǒng)中主要為前兩種形式，一般而言現(xiàn)代汽車制造中，是多種形式共存的。
4電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域中的發(fā)展前景
現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)制造中，汽車系統(tǒng)的智能化管理已經(jīng)成為一種必然。目前，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用加深，汽車智能化超前配置中采用了開放化和全自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，通過在電氣設(shè)備上增加端口，就可以將電氣設(shè)備與汽車系統(tǒng)程序相連，構(gòu)建一個(gè)信息輸送的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過電氣設(shè)備來監(jiān)測和采集內(nèi)外部環(huán)境，從而使汽車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的共享利用。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的提升，制造業(yè)的智能化水平不斷提高。在這種背景下，我國大力推廣“互聯(lián)網(wǎng)+”經(jīng)濟(jì)新形態(tài)，在各行各業(yè)推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人”，開啟了一個(gè)全新的智能化時(shí)代。進(jìn)入5G時(shí)代，更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通訊條件標(biāo)志著未來汽車領(lǐng)域?qū)⑷骈_啟智能化，而未來汽車設(shè)計(jì)中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)則成為汽車控制系統(tǒng)連接智能交通管理的必然條件。
5結(jié)束語
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用，代表著我國汽車設(shè)計(jì)與制造技術(shù)自動(dòng)化、智能化水平的提高。目前已經(jīng)應(yīng)用的機(jī)器人視覺系統(tǒng)、集成系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、自動(dòng)巡航系統(tǒng)、車道偏移系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等，為汽車自動(dòng)化制造和汽車駕駛性能的改善提供了技術(shù)支持。在汽車駕駛性能方面，電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)為汽車系統(tǒng)創(chuàng)造了一個(gè)智能化的環(huán)境，增加了汽車駕駛的安全性和可靠性。因此，汽車制造企業(yè)必須加強(qiáng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的研究。——論文作者：江珊珊
