纵览自动化产品在汽车行业的应用

汽车行业主要用到包括PLC，HMI，低压变频器，低压电机等自动化产品，其在汽车的冲压、焊装、总装和涂装工序中发挥了重要的作用。

以下将对PLC、HMI和低压变频器产品在汽车行业的应用进行分类描述。

A. PLC产品在汽车行业的应用

图：汽车行业控制系统

汽车制造产业规模大，自动化水平要求高，涉及的自动化技术和产品包括控制产品、现场总线、运动控制、机器视觉、离散传感器、安全产品等等，汽车制造业成为自动化的主力市场之一。汽车行业是PLC应用的第二大最终用户行业，仅次于冶金行业。

汽车生产线分为冲压、焊装、总装和涂装（喷漆）四大工序。每个工序都会大量使用PLC进行控制，因此是PLC应用最大的潜力行业，也是对综合技术要求最高的FA行业。

冲压车间除用机械手以外，其他控制都用PLC。焊装车间主要用于传输控制，一条生产线用5－8个PLC。如标志206压装线，采用分布式控制，每一个PLC控制一个小系统，如物流生产线上的工位。总装车间PLC主要用于输送线控制，输送线分三种：高架线、内饰线和终装线。高架线上PLC用于后轴和前轴的发动机控制，终装线用于进行测试控制和各个工位的移动控制。一般一段工艺（如终装线）用一个PLC，中型的在300IO左右，大的1000IO以上。

汽车行业的PLC用户不仅包括各种类型的整车厂家，还包括各种总成、部件以及零件厂家，不同厂家使用的PLC差别较大，覆盖各种规模的PLC产品。在零部件厂家，大、中、小型PLC分别用于输送机控制、烤炉控制柜，和空调控制。

汽车行业大中型PLC产品应用较多，从应用的产品价值看，中型PLC比例最大。小型PLC应用很少，主要在一些前处置电小车中有应用。

与前几年略有不同，三年前汽车生产线和其自动化产品基本都是国际采购的，在中国的汽车生产线大多来自进口，PLC随生产线同时引进，只是在国内采购相关的备件。但是近几年汽车市场竞争激烈，汽车大幅降价，厂商开始降低成本，很多生产线上的自动化产品开始国内采购。但是汽车产业是分散制造行业，不同的零部件来自不同的分厂，使用不同的生产设施，因此一家汽车制造厂会使用多个品牌的PLC。
Siemens、Omron、Mitsubishi、RockwellAutomation在汽车行业的用户覆盖最广泛，其他品牌如ABB、Schneider、GEFanuc、Koyo和LS在特定的用户也有运用。汽车行业的品牌选择有一定的国别特征，通常日本汽车企业如本田、尼桑等会优先选用Mitsubishi的PLC产品。

B．HMI在汽车行业的应用

自从汽车问世以来，便出现了驾驶者掌握自己车辆行驶速度和周边状况信息的需求。这方面，车速表是一个很好的例子，它可以弥补人类缺乏的速度感。其他例子还包括了解侧向速度和行驶动力。从人机接口（HMI）到扫一眼车速表、凭自己的感觉和按动按钮，对于一代又一代驾驶者来说，这类信息源已经相当丰富了。汽车人机工学设计主要保证显示器易于读取，按钮操控简便并在驾驶室内合理布局。

现在，HMI已广泛应用于汽车驾驶室，今后将向纵深领域发展。例如，实现驾驶信息系统与驾驶辅助系统的交互。电子辅助系统以及汽车与外界连接技术的不断进步（例如通过互联网）为HMI提出了新的任务。

虽然目前全球汽车行业处境艰难，但是支持免提和导航功能的新人机界面 (HMI) 技术，仍会给汽车制造商带来新的商机。据预测语音识别技术和触摸屏市场规模在2015年将达到29亿美元。其它值得关注的 HMI 技术包括方向盘触摸板，旋转拨号盘，投影技术，电容显示屏和传感器。

C．低压变频器在汽车行业的应用

变频器主要应用在涂装车间里，涂装车间工艺空调加装变频器进行控制，至少可以实现如下几个目的：

1、 方便维护，调节风机转速或者室体内风量，方便、简单。

软启动器控制，只能在风机启动的时候避免启动时的大电流对电机的冲击，不能实现电机的灵活调速。运行中的风机是运行在额定转速，风量的调节只能简单的依*风门的调节。电机或其他机械的维护量大，而且由于厂区大、楼层高、车间噪音大等，对操作人员来说，维护工作量大也非常辛苦。

采用变频器控制，则完全改变了上述不利情况。风量的调节可以轻松通过变频器来调节电机的速度实现，在生产车间，通过网络和工业用触摸屏就近调整相关参数，轻松实现维护、调速，由于电机工作在适当的工艺速度中，对于电机等相关机械的磨损也大大获得改善。

2、 节能降耗，经济效益明显：

软启动器控制，由于电机长期工作在额定转速，甚至于正常的节假日也是如此。这样，就带来了不必要的电力浪费和大量的机械维护成本。

采用变频器控制，轻松实现电机速度可调（近乎无极）。尤其在正常的节假日，完全可以在极低速运行。能源节约至少40%，因为改造而增加的费用，单就电费最多1年可以节约收回投入。其他机械的维护节约就不必计算了。

3、 调控方便直观，应急发生时缩短处理时间。

由于软启动器控制，并非智能化设备，不能实现网络控制，也很难实现远程监控，调控时就要到控制柜直接调整，单人操作还不能实现，至少需要2人配合。当有应急事件发生时，也要从生产车间到控制室来操作或做急停处理，这样就会带来处理时间长，增加危险事件发生的概率。

加装变频器控制之后，通过生产车间就近的触摸屏，借助于网络，可以轻松实现单人调试、直观很快的应急处理突发事件。