自动工位智能节能系统

陶英宇

摘要：我国社会经济的快速进步推动了科学技术水平的进步，目前已经有很多的企业将自动化技术使用到生产运营当中。汽车焊装车间开始逐步发展成为自动机械化，伴随着自动化技术应用在汽车焊装当中范围越来越广，汽车焊装技术工作效率也大幅度提升。汽车工厂自动化率越来越高，逐步由工业机器人取代人的操作岗位。目前自动工位主要由工业機器人、工位照明灯、大屏幕、PLC系统、人机界面、点焊工艺。涂胶工艺等组成。这些设备在停产期间和吃饭时间处于待机状态，存在能源浪费，增加公司成本，为了解决这个问题，开发设计自动智能节能系统，可以为此类型的自动化工业节约大量成本。

关键词：自动工位;工业机器人;人机界面;节能成本

引言

在20世纪90年代工业自动化率越来越高，主要体现在汽车制造。自动化工位体现最多的就是工业机器人，各种工艺、PLC系统，以及工位照明等。自动化为了适应制造业规模化生产，解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国汽车制动工业中，这些工业设备损耗大量电能，并且在现场不生产和吃饭时间，设备都是开启状态，无形中浪费很多电能，每天工业机器人控制器损耗电能达500W以上，对于自动化汽车生产线车间有上千台工业机器人，这样累计数据是庞大的，为了节约能源，对这些设备做节能方案，达到节约能源和降低成本的目的。

现存问题：

一、在中午吃饭时间车间自动工位设备处于待机状态，工位照明未熄灭。

二、周末停产放假期间只有工位照明熄灭，自动工位的设备未关机，因为断电重启后需要大量复产时间，这样会造成大的停工时间，影响产能。

三、节能方案，如何不在人的干预下做到人走灯灭？如何即让工位设备节能又能快速恢复，不影响产能？

四、工业自动化设备是否有节能功能，有无开发端口等都是开发智能节能的瓶颈。

解决方案：

一、针对应用最多的工业机器人开始下手，首先对机器人节能端口的开发，机器人主要控制大脑是计算机，通过计算机网络技术开发端口，开发出来后与上位机PLC和中控系统进行通讯，中控系统通过端口控制机器人节能模式。对于机器人开发两种节能模式，轻度节能模式和深度节能模式。轻度节能模式是计算机休眠，驱动电源断电，工位照明熄灭，应用于吃饭时间。深度节能自动工位所有设备电源熄灭，主要应用于停产放假期间。

二、PLC逻辑程序编写，在这里以西门子PLC为例，通过SCL编程语言，编写PLC功能块，条件主要取检测开关，机器人轻度节能点和深度节能点。用逻辑把条件写入功能块中，例如机器人在原位才能进入休眠模式，这样防止发生碰撞。条件编写完成后加入计时器，在5分钟不生产进入轻度节能模式，2小时不生产进入深度节能模式。

三、人机界面编写，通过人机界面显示模式，这样让工人第一时间知道工位处于什么样的状态，在紧急时候，工作人员可以通过人机界面人为取消节能模式，切换回生产模式。

四、唤醒软件应用，在机器人进入深度节能模式时，工业网络中断，这时信号和操作是不管用的，因为设备已经全部断电，只有网卡是有电的。通过编写VB脚本程序，链接软件唤醒正在休眠的设备，设备在5分钟之内得到恢复，实现节能降本的目的。

五、工位照明节能方案，工位照明是通过开关手动控制关开，这样必须有人不断的干预进来。存在忘关灯现象。通过增加接触器和取PLC输入点对工位照明进行改造，接触器主要取代开关功能。利用PLC输入端电压控制接触器关断，将接触器反馈点编入逻辑程序中，如果工位进入节能模式，那么就会自动断开接触器，这样工位照片就会全部熄灭。在节能模式切换回生产模式后，接触器吸合，工位照明自动开启。工位照明不仅有自动开关功能，在人机界面还编辑控制按钮，操作者可以通过按钮对工位照明进行控制，这样实现工位照明智能节能模式。

六、自动工位节能控制，通过逻辑编程和端口将现场所有自动工位链接到中控室，中控室人机画面可以看到目前模式，也可以通过中控一键进入节能模式。自动工位通过计时器可以自己进入不同的节能模式，达到自动智能节能的效果，大大降低电能成本。

总结

汽车制造工厂焊装车间目前已经应用自动工位智能节能。自动智能节能通过逻辑程序和休眠唤醒软件进行恢复生产，仅有不到5分钟时间。节能系统集成了工业机器人技术，PLC的SCL功能块编程技术，人机界面操作编写，中控技术，计算机VB程序编写。自动节能应用每年节约待机电能达到80%以上，并且程序集成化，推广意思重大。

参考文献

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[2]大熊繁.机器人控制[M].北京：科学出版社，2002

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