在轎車涂裝生產線上，工藝設備主要分如下幾大類：前處理設備、電泳設備、烘房設備（電泳/PVC/中涂/面漆/水性漆烘房）、噴房設備（由供風空調、室體和除渣系統(tǒng)組成）、廠房及工位供風系統(tǒng)設備、輸調漆/供膠/供蠟系統(tǒng)設備、制冷系統(tǒng)設備和DI水（去離子水）系統(tǒng)設備。由于工藝設備分布廣泛，且大多分布在不同的樓層層面，有鑒于此，目前國內先進涂裝生產線工藝設備大多采用了三層控制網(wǎng)絡布局（以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和分布式I/O），圖1是目前涂裝工藝設備較典型的先進控制系統(tǒng)圖。



圖1 工藝設備控制系統(tǒng)圖
工藝設備PLC控制分組

根據(jù)工藝路線布局以及就近控制原則，涂裝車間整個工藝設備大致可以分成如下控制組：

控制組1：前處理設備；
控制組2：電泳設備；
控制組3：電泳整流電源設備；
控制組4：電泳烘房設備；
控制組5：PVC烘房設備；
控制組6：中涂噴房（供風空調、室體照明、排風和除渣系統(tǒng)）＋中涂水性漆烘房；
控制組7：中涂烘房設備；
控制組8：面漆BC/CC噴房（供風空調、室體照明、排風和除渣系統(tǒng)）＋BC水性漆烘房；
控制組9：面漆烘房設備；
控制組10：廠房供風/排風；
控制組11：工位（供風/照明/排風）；
控制組12：制冷系統(tǒng)設備；
控制組13：DI水系統(tǒng)設備；
控制組14：輸調漆系統(tǒng)設備。

每個控制組都單獨設有PLC，系統(tǒng)較大的可以選用如SIMENSE S7 414-2DP/PN PLC，系統(tǒng)較小的可以選用如SIMENSE S7 317-2DP/PN，以上兩類PLC都可以兼容SIMENSE Profinet網(wǎng)絡。控制組內的各模塊單元控制柜設有分布式I/O，如SIMENSE ET200S。控制組與上層中控室通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)，控制組之間通訊采用現(xiàn)場總線耦合器，如SIMENSE DP/DP COUPLE。控制組內的模塊單元通過現(xiàn)場總線與PLC進行通訊，如SIMENSE Profibus-DP現(xiàn)場總線。

圖2 烘房溫控系統(tǒng)
先進的啟動方式及控制模式

在轎車涂裝車間，相對輸送設備來說，工藝設備上的水泵、風機電機功率和啟動電流普遍都較高，如前處理、電泳槽體主循環(huán)泵電機功率大都是18.5kW、22kW，有些可達到30kW或45kW；烘房系統(tǒng)主循環(huán)風機電機功率大都是45kW，有的可達到75kW；噴房系統(tǒng)供、排風風機電機單臺可達到160kW。軟啟動器/變頻器具有啟動平穩(wěn)、啟動電流小和節(jié)能等特點，可以選用以下控制原則，對于功率≤18.5kW的水泵、風機電機采用空氣開關＋接觸器直接啟動方式；對于功率＞18.5kW的水泵、風機電機采用軟啟動器啟動方式，如DANFOSS MCD2800、MCD3000系列軟啟動器；對于一些工藝參數(shù)需要自動調整的風機、水泵，如前處理磷化除渣主循環(huán)泵，烘房廢氣燃燒循環(huán)風機，噴房系統(tǒng)供風空調加濕噴淋泵，噴房系統(tǒng)供、排風循環(huán)風機等，需要采用變頻器進行控制，如DANFOSS VLT5000系列變頻器，變頻器帶Profibus-DP現(xiàn)場總線接口。

根據(jù)工藝的要求，工藝設備上的水泵、風機啟停有其固有的先后循序，并且啟動后其運行是連續(xù)、不間斷的，工藝參數(shù)也是根據(jù)所設定的參數(shù)值自動進行調整的，針對此特點，可以對涂裝車間所有工藝設備在中控室采用中央啟、停控制模式，通過對不同的工藝設備設定不同的啟、停時間來自動啟、停工藝設備。除了設定遠程中央啟、停控制模式外，為防止控制組PLC與中控室之間通訊發(fā)生故障，在控制組PLC也要設有本地控制模式用于自動啟、停其所控制的設備。

先進的工藝參數(shù)管理控制系統(tǒng)

在轎車四大工藝當中，涂裝工藝是較為復雜的，有很多環(huán)節(jié)、工序和工藝參數(shù)影響著車身油漆質量，水、電和氣等各種公用動力幾乎貫穿整個涂裝工藝，具體來說，在以下領域先進控制技術被廣泛應用以實現(xiàn)對涂裝工藝參數(shù)進行設定、修改。

1. 槽液液位的自動控制：在前處理、電泳槽，噴房刮渣系統(tǒng)槽，制冷設備、純水設備水箱，設有液位計，用于測量液位，可以與電磁閥、電動閥或水泵進行聯(lián)鎖從而實現(xiàn)對液位的自動控制。目前用的較多的是靜壓式液位計，部分污水坑用的是電極式液位計。

2. 溫度的自動控制：在前處理脫脂、磷化和表調槽槽液，電泳槽槽液，烘房的氣封、加熱、保溫區(qū)，空調機組的制冷、加熱區(qū)，輸漆系統(tǒng)油漆溫度、液壓泵液壓油溫度需要根據(jù)設定值進行控制，一般設有感溫熱電耦PT100用于測量溫度，并與電動閥、伺服電機等進行聯(lián)鎖，從而實行對溫度的控制。烘房溫控系統(tǒng)如圖2所示。

3. 濕度的自動控制：噴房濕度需要根據(jù)設定值進行控制，一般在供風機組出風區(qū)設有濕度傳感器用于測量供風濕度，并與供風機組噴淋區(qū)變頻控制的水泵進行聯(lián)鎖，從而實行對濕度的控制。

4. 電壓、電流的自動控制：在電泳工藝，一般直流電源供給是分多段的，不同的車型在每一段上其電壓、電流值都是可設定的，車型在入電泳槽前識別后，然后根據(jù)設定的電壓、電流程序，在每一段供給車身所需的不同電壓、電流值。

5. 工藝參數(shù)的設定、修改：目前較為簡便、快捷的方式是通過中央控制室EMOS監(jiān)控機監(jiān)控畫面進行工藝參數(shù)的設定、修改，監(jiān)控畫面一般設有權限等級，工藝人員要先登陸且具備一定權限等級才能對工藝參數(shù)進行設定或修改。為防止誤操作及人為擅自更改，監(jiān)控畫面自動記錄登陸用戶名及其所作的工藝參數(shù)設定或修改。

先進的供電系統(tǒng)

一般來說，涂裝車間的工藝設備供電系統(tǒng)由以下幾個部分組成：10kV高壓、變壓器、400V低壓、母排或電纜、電柜、水泵和風機上電機等執(zhí)行元件，其中低壓端負荷率影響著涂裝車間的電能使用效率，因而合理地選擇及布局變電間、優(yōu)化各工藝設備供電配置顯得尤為重要。

1.變電間的變壓器選擇及布局：變電間要就近布置在用電設備較為集中、裝機容量大的設備附近，如前處理、電泳區(qū)域，烘房區(qū)域，噴房排風機區(qū)域，供風空調機組區(qū)域。接著要選擇合理的變壓器容量，目前涂裝車間使用較多的有1600kVA、2000kVA兩種規(guī)格的變壓器。

2.變壓器低壓柜與電柜之間的連接：對于母排或電纜的選擇，一般建議電柜內設備裝機容量≤100kW的從母排插接箱接線；電柜內設備裝機容量＞100kW，直接從變壓器低壓配電柜接線。

3.電柜與電機等執(zhí)行元件之間的連接，一般從電柜端子排直接引線接到水泵、風機電機接線盒，如水泵、風機與電柜距離過遠或不在同一樓層，在進水泵、風機電機接線盒之前要設有維修開關，用于維修、檢修時，切斷水泵、風機電機電源。