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摘 要： 摘要：電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展是迅速的，也包括了繼電器控制、電子計算機控制、順序控制器、PLC、CIMS、DCS、縱向控制技術(shù)等多項技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近些年來自動化技術(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，在汽車產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造
摘要：電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展是迅速的，也包括了繼電器控制、電子計算機控制、順序控制器、PLC、CIMS、DCS、縱向控制技術(shù)等多項技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近些年來自動化技術(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，在汽車產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等得到青睞。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使汽車系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，同時在故障自動診斷、智能化設(shè)計等方面提供了基礎(chǔ)和更多的可能性。汽車領(lǐng)域中電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用對汽車生產(chǎn)、制造、設(shè)計、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;電氣自動化系統(tǒng);PLC系統(tǒng);技術(shù);展望
0、引言
電氣自動化發(fā)展過程中，工業(yè)制造的革新也在進行，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，汽車設(shè)計與制造，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)，實現(xiàn)全面的提升。自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，對汽車行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
1電氣自動化系統(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化技術(shù)。電氣自動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，可編程控制器的引入使電氣自動化系統(tǒng)能夠進行指令型操作，由以往的簡單操作逐步升級，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，使電氣自動化系統(tǒng)主控制系統(tǒng)能夠以軟件控制來實現(xiàn)，與此同時還能夠通過PLC控制系統(tǒng)、現(xiàn)成總線控制等方式進行系統(tǒng)控制。自此，具備設(shè)計、制造、生產(chǎn)、管理的汽車電氣自動化體系逐漸成型。
2汽車電氣自動化
汽車電氣自動化，其意義為將電氣自動化系統(tǒng)運用到汽車設(shè)計、生產(chǎn)、制造、管理等多方面的運用。通過電氣自動化的應(yīng)用，汽車控制系統(tǒng)實現(xiàn)了更加精細化的操作，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)實現(xiàn)了個性化生產(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。可編程控制器的使用與發(fā)展，使汽車系統(tǒng)編程實現(xiàn)了功能設(shè)計的多樣化，幫助設(shè)計效率得到提升。
3汽車領(lǐng)域中電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用情況
3.1機器人視覺系統(tǒng)
機器人視覺系統(tǒng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，其通過對物體進行掃描，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，實現(xiàn)對汽車生產(chǎn)的監(jiān)控，以達到監(jiān)控的效果，并為自動化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。
機器人視覺系統(tǒng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域的實際應(yīng)用中，可以對汽車總裝、零部件、安全帶滾輪、車鎖、控制板、線束保險絲盒、汽車儀表盤、發(fā)動機等等進行檢測。
機器人視覺系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，需要與機器人系統(tǒng)連接，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和指令的傳輸，以此實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控，并通過信息傳輸，實現(xiàn)監(jiān)督自動化機器人完成相應(yīng)的操作，目前機器人已經(jīng)達到非常精確、靈活操作的程度。
機器人激光焊接技術(shù)的運用，是通過機器人視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，自動對照具體的位置信息和尺寸信息，以實現(xiàn)自動調(diào)整，同時完成焊接操作任務(wù)。待到焊接完成后，機器人能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息比對，實現(xiàn)對激光焊接的質(zhì)量檢測，并記錄評估。隨著機器人視覺系統(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)
汽車實現(xiàn)全面的控制，是通過各個子系統(tǒng)的建立并實現(xiàn)連接以達到綜合調(diào)控的效果的。因此，汽車控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)一體化設(shè)計，這就要求汽車設(shè)計與制造過程中更好的實現(xiàn)集成化，集成化系統(tǒng)的應(yīng)用是實現(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、自動化生產(chǎn)集成化管理以及其參數(shù)調(diào)整、校對、修改的系統(tǒng)應(yīng)用，以集成系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，實現(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，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn)，同時對汽車系統(tǒng)電氣產(chǎn)品性能以及運行質(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，因此工序和操作要求非常嚴格。通過將組裝、涂裝流程編入PLC系統(tǒng)、CPU模塊，以電氣自動化技術(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，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動化。生產(chǎn)管理人員通過監(jiān)督系統(tǒng)程序運行狀況以及現(xiàn)場生產(chǎn)過程，對工藝偏差及時進行糾偏，調(diào)整具體參數(shù)，以實現(xiàn)總體控制，穩(wěn)定運行。
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)進行控制操作，具體而言，其采用分布式設(shè)計，實現(xiàn)總系統(tǒng)和子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，總系統(tǒng)負責(zé)總體工序進程，子系統(tǒng)則對針對性的具體操作進行管理，最終實現(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，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，即可進行安全功能操作。
3.5車道偏移系統(tǒng)
汽車在駕駛行進過程中，難免會發(fā)生車道偏移的情況，而這種情況也會影響交通行駛，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、攝像頭對車輛行駛情況進行監(jiān)測評估，實現(xiàn)自動預(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，當(dāng)駕駛員行駛汽車完成車道變更后，警報解除。
3.6自動泊車系統(tǒng)
目前很多品牌的車輛都增加了自動泊車系統(tǒng)功能，其功能表現(xiàn)為不經(jīng)過人為干預(yù)，實現(xiàn)車輛自動停車入庫。汽車自動泊車系統(tǒng)，需要借助探測儀、傳感器等等對車輛位置信息、距離信息、停車環(huán)境做出評估判斷。處理器對收集的參數(shù)信息進行分析，并制定泊車策略，將信息反映到操作系統(tǒng)中，車輛自動調(diào)整角度、速度，以實現(xiàn)自動泊車效果。整個泊車過程，不僅僅是自動泊車系統(tǒng)功能的體現(xiàn)，是通過汽車各個系統(tǒng)之間的聯(lián)動合作實現(xiàn)的。
3.7自動巡航系統(tǒng)
自動巡航系統(tǒng)的功能體現(xiàn)是與前方車輛自動保持設(shè)計的安全距離。自動巡航系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，需要借助智能化自動控制系統(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，對車輛操作系統(tǒng)(發(fā)動機、制動等)發(fā)出行動指令，以達到自動巡航的效果。
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)，通過語音識別，實現(xiàn)人與車之間的溝通互動，識別語言中的控制指令信息，并進行相應(yīng)操作。例如可以進行音樂播放、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)的實現(xiàn)，是以通信裝置為媒介建立溝通，通過人車交互，實現(xiàn)更加便捷的控制效果和駕駛體驗。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)靠近車輛時車輛感應(yīng)到通信器車輛會執(zhí)行開鎖指令，以進行自動解鎖，同時開動車輛只需要直接啟動即可，方便駕駛員駕駛。
在進行鎖車時，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行輕按觸摸鎖車;另一種則是通過鑰匙(通信器)按鍵進行鎖車的傳統(tǒng)操作形式;此外是通過鑰匙插入鎖孔進行應(yīng)急開啟和應(yīng)急鎖車。在忘記鎖車時，超出一定距離，汽車通信器會發(fā)出提醒，或在超出設(shè)置時間后自動鎖車。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化的設(shè)計，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)實現(xiàn)對信息的共享利用。
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)濟新形態(tài)，在各行各業(yè)推動“互聯(lián)網(wǎng)+機器人”，開啟了一個全新的智能化時代。進入5G時代，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)計中的電氣自動化系統(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)計與制造技術(shù)自動化、智能化水平的提高。目前已經(jīng)應(yīng)用的機器人視覺系統(tǒng)、集成系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、自動巡航系統(tǒng)、車道偏移系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等，為汽車自動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，電氣自動化設(shè)計為汽車系統(tǒng)創(chuàng)造了一個智能化的環(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)必須加強電氣自動化系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的研究。——論文作者：江珊珊