電氣自動化在汽車領域的應用管窺

【摘要】作為一種較為成熟的生產技術，電氣自動化技術在工業制造中有著普遍的應用，隨著該技術的不斷發展與滲透，越來越多的領域為了提高生產效率而將其納入懷中，汽車制造行業就是其中之一。作為現代先進科學的技術核心和現代化的重要標志，電氣自動化技術對汽車制造領域有著至關重要的作用，該技術極大地促進了汽車領域的發展，本文就電氣自動化在汽車領域的應用進行簡單的介紹和分析。

【關鍵詞】電氣自動化；汽車；應用

在經濟與科技高速發展的今天，汽車的使用已經得到普及，汽車以其不可替代的地位服務于人，給現代人的出行帶來極大的便捷。世界經濟一體化的進程推動了中國汽車制造業的迅猛發展，而只有先進的技術與過硬的質量才能提高市場競爭力，在競爭環境中求生存、謀發展。在汽車領域中，電氣自動化的應用發揮著不可或缺的作用，本文就電氣自動化在汽車領域的應用進行簡單的介紹和分析。

1.電氣自動化的現狀

目前，全球PLC產品豐富，但眾多產品的編程語言和表達方式卻不盡相同，這給其相互結合帶來不便。所以人們必須想辦法解決這一關鍵的問題，因此IEC61131應運而生。IEC61131的出現不僅解決了編程接口問題，而且還重新定義了語法和語義，可以說是該領域的一個重大的突破。作為一個國際化的標準，IEC61131不僅縮短了編程周期而且更加容易地對程序進行管理，從而提高使用效率。該技術的靈活性與易于集成等特點使網絡技術在工業和商業中得到廣泛的應用。

2.電氣自動化技術存在的問題

電氣自動化技術的發展之路并非暢通無阻，在發展過程中也出現了各種各樣的問題，這些問題著實阻礙了電氣自動化技術的發展，其中最主要的一個問題就是產品的制造環節一直得不到根本性的改變，盡管數控機床在汽車制造業中已經得到普遍的使用。要想改善機床現存問題，就必須緊跟時代的步伐，實現智能化和網絡化，實現聯網和信息共享并且能夠及時將機床的工作狀態從機床傳遞出去，從而使管理人員乃至客戶能夠及時方便地了解機床的生產狀態，從而獲取正確及時的信息。汽車零部件的重要性要求機床具有高度的可靠性和可維護性，使得管理人員能夠及時獲取機床準確信息，而具有智能化和網絡化的數控機床在這方面顯現出得天獨厚的優勢。例如，當一臺機床遇到故障無法自動排除時，應用現代化技術的機床就可以及時地將信息傳遞并反映出來，而且還能向管理人員發出故障信息，此外，智能化的操作系統可以將故障信息記錄下來，給維修人員提供了可靠的參考價值，便于維修人員進行查找和維修，如果由于特殊原因維修人員無法進行維修，則可通過網絡連接到廠家進行診斷和維修，從而縮短了機床維修時間，給工廠帶來更大的效益。

3.電氣自動化在汽車領域的應用

眾所周知，汽車零部件加工工序多而復雜，需要很多步驟完美配合，尤其是一些復雜的零件往往需要多種不同機器加工，而多工序則會導致大量人力資源、物力資源的耽擱和浪費。然而，隨著機床復合化程度的不斷提高，人們可以合理的將其應用到生產中去，從而有效地進行時間和資源的分配，極大地提高了生產效率，節約了人力資源。

3.1自動化加工單元

自動化給生產帶來極大的便捷，尤其是對于一些簡單地工件來說，復合化的機床設備就可以完成加工的全部過程，單機的自動化生產方式僅是由機床上專門配置的料倉和機械手組成。可見，對于一些加工步驟更簡單的工件來說，料倉的方式已經無法滿足這種零件的需求，所以為了高效完成這種零件的加工工作，就要采用振動盤對材料自動排序，然后由機械手或專門的料道疏通到機床上進行加工。在此過程中，只需要工人將成堆的零件倒入振動盤的料倉，這樣一來，大大縮短了工件的準備時間，節省了人力資源，提高了生產效率。

機械手的上下料方式無法完成一些形狀較為復雜的工件的加工工作，這時可以采用標準的關節式機器人完成上料和下料的工作。有些機器人具有二維或者三維的視覺識別系統，便于識別和判斷工件的形狀、位置、姿態等進而根據結果調整動作的位置和上下料。如果工件包括多個工序，則可將多個工序整合成一個完整的自動化生產單元，并由一個機器人完成上下料工作；如果工件的加工節拍較長，還可為機器人提供運行的軌道，使其可以為多個機床服務，達到節約成本的目的。

3.2工程汽車中的ISG技術

要想提高ISG的系統性能，必須從以下幾方面入手：電機種類的選擇、電機種類的設計、電機種類的制造。高啟動轉矩、高發電效率、高轉矩密度都必須得到保障；快速啟動、高效發電、電動發電模式的自由切換的控制組成了高性能的ISG控制技術；結構合理、安裝快捷、便于調試、安全放心是電機控制器設計的要求。為了滿足永磁ISG系統的多種要求，永磁ISG采取以下措施：用最大轉矩控制運行，電流控制和發電運行時的弱磁控制，其中，電流控制是指在逆變器輸出電流幅值一定時，能夠控制電流矢量的方向角從而使得電機的輸出轉矩最大。當ISG系統處于發電狀態時，發出的電壓會隨速度和負載的變化而引起電壓的波動。弱磁則是指增加定子直軸去磁電流分量來維持高速運行時電壓的平衡，從而達到發電時調節電壓滿足充電的要求。最大功率輸出和最小銅損控制是實現弱磁的主要算法。

3.3安全PLC的應用

安全PLC即安全可編程系統，指在自身或外圍元器件或執行機構出現故障時，依然能夠正確響應并及時切斷輸出的可編程系統。在開發設計時應將其置于惡劣的環境中，在本身失效時也不會對人身安全和設備安全造成威脅，符合要求的安全PLC此時就會發揮出強大的自我診斷功能，對操作系統的狀態、程序執行狀態、硬件狀態進行監測。這些安全PLC都必須達到行業規定的安全等級，必須根據特定原則和相關標準設定標準機構認證的故障動作。

4.結語

綜上所述，傳統的上下料方式已經無法滿足高速、高效的今天，而電氣自動化的應用給汽車制造領域帶來前所未有的變化，該技術的應用極大地節約了時間、減少人員的浪費，降低成本的同時還提高了生產的管理水平，提高工件加工效率的同時也提高了工件的整體質量，是提高汽車產業競爭力必要手段和發展趨勢。現如今，汽車領域必須加快發展的步伐，從而實現民族汽車產業的崛起。

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