汽车涂装控制组态设计.doc

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编号

淮安信息职业技术学院

毕业论文

题 目
汽车涂装控制系统组态设计

学生姓名
刘翠红
学 号
49083002
系 部
电气工程系
专 业
机电一体化
班 级
490830
指导教师
彭波 讲师、工程师
顾问教师
张艳

二〇一〇年九月
21

摘 要
摘 要
涂装工艺可以使金属工件防止被腐蚀，延长使用寿命。同时使金属工件外表美观，有良好的装饰效果。汽车涂装中前处理和电泳占据着十分重要的地位。前处理对整个涂装质量起着决定性作用，是充分发挥涂料功能的前提条件。阴极电泳涂装的工艺参数多，管理困难，阴极电泳涂装设备技术要求高，结构复杂，因此，电泳工序一直是车间的关键质量工序。电泳质量的好坏也决定着后序中涂装以至于面漆质量。本文通过对汽车涂装前处理及电泳工艺流程的分析与研究，采用工业自动化组态软件—组态王，使用户根据自己的控制对象和控制目的完成最终的自动化监控设计。

关键字：汽车涂装 电泳 组态王
目 录
摘 要 I
目 录 II
第一章 绪论 1
1.1汽车涂装线发展现状 1
1.2汽车涂装工艺的概述 1
第二章 组态王软件的介绍 3
2.1组态王软件概述 3
2.2组态王软件具有的特点 4
2.3组态王软件的结构组成 6
2.4组态王动画制作技巧 6
第三章 汽车涂装线的生产工艺 8
3.1汽车涂装前处理及电泳工艺流程和机理 8
3.1.1汽车涂装前处理及电泳工艺流程 8
3.1.2汽车涂装前处理及电泳机理 8
3.2前处理工艺 9
3.2.1脱脂 9
3.2.2磷化 10
3.3电泳工艺 11
3.3.1电泳的定义 11
3.3.2电泳的分类 11
3.3.3电泳涂装质量的影响因数 11
第四章 汽车涂装线的监控设计 13
4.1组态王的操作界面 13
4.2建立组态王新工程 13
4.3创建组态画面 15
4.4串口类设备的定义 17
4.5汽车涂装静态画面 20
4.6建立动画连接 21
4.7调试运行 21
第五章 总结与展望 22
致 谢 23
参考文献 24

第一章 绪论
第一章 绪论
1.1汽车涂装线发展现状
涂装技术作为汽车生产的四大工艺（冲压、焊装、涂装、总装）之一，近年来得到了很快的发展。随着汽车市场竞争的日趋激烈以及环保呼声的日渐高涨，汽车涂装在保证高装饰性、高防腐蚀性能的同时，对于环境保护的效果、涂装材料和涂装生产成本以及设备投资也就越来越重视。
中国汽车行业在涂装技术的应用方面，与国际水平的差距在不断缩小。在现阶段，大批量的汽车涂装生产要求高度的自动化，涂装设备及装备已经成为涂装最关键的要素，因为它直接或间接影响涂装线的开动率、工艺参数的稳定性、涂装生产质量的一致性和一次合格率、涂装材料利用率等，涂装线在汽车工厂建设中所占的投资总是最高的。所以，汽车涂装线关键配套件、车身自动喷涂机及喷涂机械人、喷涂工具及检测仪器等的国产化，涂装线专用的各种运输设备和各种自动控制执行元器件等的可靠性和寿命提升，一直是我国汽车工业对涂装装备的迫切需求。随着国家对节能环保政策的不断完善，高效的涂装线节能环保技术装备也将是汽车工业不可缺少的。汽车涂装线在用设备方面品种较多，机械运输设备有地面链、升降机、转运车、转台、悬链等，前处理、电泳设备有大量化工泵、清水泵、立式泵、电动调节阀、电磁阀等，还有各种风机以及纯水、超滤、反渗透、涂胶、喷漆、输调漆设备等成套设备。
在电气控制上，涂装生产线的发展经历了由手工到生产线再到自动生产线的发展过程。当今涂装线大量采用了先进的PLC控制的方式、PID调节、以及变频技术、现场总线技术，系统复杂，具备高度的自动化水平。它大大提高了涂装产品质量，最大限度地提高了生产效率。
1.2汽车涂装工艺的概述
汽车涂装工艺，一般可分为两大部分：一是涂装前金属的表面处理，也叫前处理技术；二是涂装的施工工艺。表面处理主要包括清除工件表面的油污、尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除等，以改善工件的表面状态。包括根据各种具体情况对工件表面进行机械加工和化学处理，如磷化、氧化和钝化处理。
（1）表面处理
表面处理是防锈涂装的重要工序之一。工程机械防锈涂装质量在很大程度上取决于表面处理的方式好坏。一般涂层寿命受三方面因素制约：表面处理，占60%；涂装施工，占25%；涂料本身质量，占15%。工程机械行业，不同零部件的表面处理方式。机械清理可有效去除工件上的铁锈、焊渣、氧化皮，消除焊接应力，增加防锈涂膜与金属基体的结合力，从而大大提高工程机械零部件的防锈质量。薄板冲压件的表面处理一般用化学表面处理。
工艺流程为：预脱脂→脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→中和→冷水洗→表面调整→磷化→冷水洗→热水洗→纯水洗→干燥。
上述工艺过程也可根据薄板冲压件的油、锈情况作适当调整，或不用酸洗工序，或不用预脱脂工序。而脱脂和磷化是化学处理工艺中的关键工序，这两道工序直接影响工件化学处理的质量和防锈涂层的质量。有关工艺参数和相关辅助设备也是影响表面处理质量的不可忽视的因素。
（2）涂装工艺
工程机械用涂装设备一般采用较为先进的水旋喷漆室。中小零部件也可采用水帘喷漆室或无泵喷漆室，前者具有先进的性能，后者经济实惠，方便实用。由于工程机械整机和零部件较重，热容量大，因此，其防锈涂层的干燥，一般采用烘烤均匀的热风对流的烘干方式。热源可因地制宜，选用蒸汽、电、轻柴油、天然气和液化石油气等。

第二章 组态王软件的介绍
第二章 组态王软件的介绍
2.1组态王软件概述
北京亚控科技发展有限公司是国内最早成立的专业自动化软件厂商，也是目前国内规模最大的专业自动化软件厂商。从诞生到现在，亚控一直保持着较高的增长速度。市场业绩超过了国内外的所有组态软件厂商——亚控拥有最多的中国用户。
组态王6.52是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（King Historian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。
组态王是国内第一家较有影响的组态软件开发公司，它提供了资源管理器式的操作主界面，并且提供了多种硬件驱动程序，它运行在Windows2000/NT环境下，具有强大的图形编辑功能，丰富的动画连接方式，实时数据库操作能力，强大的语言编程、快捷方便的动态数据交换（DDE）和与外部设备之间进行的数据交换（I/O）服务。“组态王”软件包由工程浏览器（Touch Explore）和画面运行系统（Touch View）两部分组成。
组态王6.52保持了组态王早期版本的功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。组态王6.52提供了丰富的简捷、易用的配置界面，提供大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供简单易用的接口；该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。组态王软件的系统结构图如2-1所示：

图2-1 组态王系统结构

2.2组态王软件具有的特点
（1）工程管理
组态王工程管理器的主要作用就是为用户集中管理本机上的所有组态王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索指定路径下的所有组态王工程，修改工程属性，工程的备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。另外，组态王开发系统提供工程加密，画面和命令语言导入、导出功能。
（2）画面制作系统
①支持无限色和过渡色 组态王调色板支持无限色，支持二十四种过渡色效果，组态王的任一种绘图工具都可以使用无限色，大部分图形都支持过渡色效果，巧妙地利用无限色和过渡色效果，可以使您轻松构造面无限逼真、美观的画面。
②图库 使用图库具有很多好处：降低了工程人员设计界面的难度，缩短开发周期；用图库开发的软件将具有统一的外观，方便工程人员学习和掌握。
③按钮和图形 组态王支持按钮的多种形状和多种效果，并且支持位图按钮， 用户可以构造无限漂亮的按钮。另外，组态王支持多种图形格式，用户可以充分利用已有的资源，轻松构造自己功能强大且美观的应用系统。
④可视化动画连接向导 通过可视化图形操作，直接完成移动、旋转的动画连接定义。
（3）报警和事件系统
组态王报警系统全新改版，具有方便、灵活、可靠、易于扩展的特点。组态王分布式报警管理提供多种报警管理功能。包括：基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、新增死区和延时概念等功能，以及通过网络的远程报警管理。组态王还可以记录应用程序事件和操作员操作信息。报警和事件具有多种输出方式：文件、数据库、打印机和报警窗，并且可以利用控件等工具轻松浏览和打印报警数据库的内容。
（4）报表系统
组态王提供一套全新的、集成的内嵌式报表系统，内部提供丰富的报表函数，用户可创建多样的报表。提供报表工具条，操作简单明了，比如：日报表的组态只需用户选择需要的变量和每个变量的收集间隔时间；提供报表模板，方便用户调入其它的表格。报表能够进行组态，例如有日报表、月报表、年报表、实时报表的组态，另外，报表打印时可以进行预览和页面设置。
（5）控件
组态王版本中新增三个功能强大的控件，即数据表格控件（可将ODBC数据源里的大量数据在组态王中进行显示和打印）；历史曲线控件（可动态增删曲线，进行曲线比较，并且数据来源可以是ODBC数据源）；PID调节控件（对过程量进行闭环控制，可实现三种PID控制算法：标准型，归一参数型，和近似微分型）。
（6）OPC
全面支持OPC标准，开发人员可以从任何一个OPC服务器直接获取动态数据，并集成到组态王中；同时组态王作为OPC服务器，可向其他符合OPC规范的厂商的控制系统提供数据。随着支持OPC的组态王和硬件设备的普及，使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。
（7）通讯系统
①支持远程拨号组态王支持与远程设备间通过拨号方式进行通讯。组态王的远程拨号与组态王原有驱动程序无缝连接，硬件设备端无需更改程序。利用远程拨号能实时显示现场设备运行状况，随时打印，报警和历史数据自动上传等功能。
②开发中进行硬件测试 开发系统中有硬件测试界面，在不启动运行系统的情况下，能测试对硬件设备的读写操作，并且IO变量支持时间戳和质量戳，能随时判断数据采集的时间和检查通讯质量的好坏。
(8)安全系统
组态王采用分级和分区保护的双重保护策略。新增用户组和安全区管理，999个不同级别的权限和64个安全区形成双重保护，另外组态王能记录程序运行中操作员的所有操作。
(9)网络功能
组态王完全基于网络的概念，是一种真正的客户服务器模式，支持分布式历史数据库和分布式报警系统，组态王的网络结构是一种柔性结构，可以将整个应用程序分配给多个服务器，如指定报警服务器和历史数据记录服务器，这样可以提高项目的整体容量结构并改善系统的性能。
(10)冗余系统
组态王提供全面的冗余功能，能够有效地减少数据丢失的可能，增加了系统的可靠性，方便了系统维护。组态王提供三重意义上的冗余功能，即双设备冗余、双机冗余和双网络冗余。对于这三种冗余方式，设计者可综合运用，可以同时采取或采取其中的任意一种或两种。采用冗余后，系统运行时将更加稳定、可靠，对各种情况都能应付自如。
2.3组态王软件的结构组成
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。
（1）工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。
（2）工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。
（3）运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。
2.4组态王动画制作技巧
组态王入门时最难的是画面制作和动画连接，画面除了在组态王中直接制作外，还可以将其它图形文件粘贴到组态王的画面中。以下我整理了几个技巧：
（1）屏幕拷贝键（Print Screen SysRq）的使用
在电脑屏幕上看到需要的图片（想画到组态王中或组态王运行时的画面）时，按下键盘上的“屏幕拷贝键”，即可将整个屏幕画面复制在系统剪贴板中。若同时按下Alt和Print Screen SysRq健，只能将当前打开的画面（如：对话框）复制在系统剪贴板中。
（2）拷贝组合键（Ctrl-C）的使用
在文档、网页、系统画图板或ACDSee看图软件中看到需要的图片时，用鼠标选中它，然后同时按下Ctrl和C键，即可将图片复制在系统剪贴板中。
（3）系统剪贴板中图片的处理
①直接粘贴在Word文档中
打开Word文档，点击菜单：编辑→Office剪贴板，打开Office剪贴板。在右边就能看到剪贴板内容，最多同时显示24个项目。用鼠标单击要粘贴的项目即可。然后在Word文档中修改图片的大小。（高级应用：为了缩小Word文档体积，在论文完成后不再粘贴图片时，选中任意一个图片右击，再点击：设置图片格式→图片→压缩，选择“文档中的所有图片”，然后点击“确定”即可。）
②粘贴在系统画图板中，生成新图片
点击：开始→程序→附件→画图，打开系统画图板，然后同时按下Ctrl和V键，即可将图片粘贴在系统画图板中。点击“选定”按钮，选择需要的部分，并移动至空白处。删除其它画面，并将选定的图片移动至左上角。点击“橡皮”按钮，用鼠标从右下角将白板缩小至选定的图片大小。点击：文件→保存，选择保存类型为JPEG格式，即可生成体积不大的新图片。
（4）往组态王中粘贴已有的图片文件
将图片文件先通过图片软件转换成JPEG格式，以缩小体积。在组态王画面中的工具箱内选“画点位图”，并用鼠标在画面中画出一个点位图块，然后点击鼠标右键，在下拉式菜单中选“从文件加载”，找到已有的图片文件打开，就粘贴在组态王画面中了。右击鼠标，在下拉式菜单中选“恢复原始大小”，即可与原图一样大，也可以缩小点位图（放大后图会变模糊）。
（5）往组态王中粘贴其它组态王工程画面
打开所需的组态王工程画面，右击选择“画面属性”，记下对应文件名（如pic00008.pic）。然后在这个组态王工程文件夹下，复制pic00008.pic、pic00008.act、pic00008.111三个文件。粘贴到你的组态王工程文件夹内，覆盖掉原来的pic00008三个文件（必须已经有pic00008空画面文件）。保存后重新打开，就可以看到工程画面。然后删除不需要的图片，按需要重新进行动画连接。
（6）在组态王中导入其它组态王工程的画面和命令语言
在工程浏览器菜单中单击：工程→导入，弹出“画面和命令语言导入向导”。在“选择路径”时，单击浏览，在“打开”对话框中查找，直到“查找范围”中出现需导入的组态王工程文件夹名为止，然后一路默认确定。就可以将另一组态王工程的画面和命令语言导入到当前工程中。然后删除不需要的图片，按需要重新进行动画连接。
第三章 汽车涂装线的生产工艺
第三章 汽车涂装线的生产工艺
3.1汽车涂装前处理及电泳工艺流程和机理
3.1.1汽车涂装前处理及电泳工艺流程
汽车涂装前处理及电泳工艺虽然因汽车车型和不同需要有所变化，但主要包括脱脂、表面调整、磷化、阴极电泳等工艺，下图为典型汽车涂装前处理及电泳工艺流程：

图3-1 汽车涂装前处理及电泳工艺流程
3.1.2汽车涂装前处理及电泳机理
（1）脱脂
汽车车身表面的各种油污不仅阻碍了磷化膜的形成，影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性，因此在涂装前必须将之除掉。脱脂的主要方法是溶剂清洗和碱液清洗。溶剂清洗是用汽油、煤油、甲苯、二氯乙烷等有机溶剂对油污的浸透、溶解等作用去除油污。碱液清洗是利用含有表面活性剂的碱性物质对油污的浸润、分散、乳化剂增溶作用去除油污。
（2）表面调整
表面调整处理就是采用表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。目前主要采用磷酸钦胶体溶液处理胶体微粒沉积在金属表面形成均匀的吸附层，这层吸附层就是一层分布均匀，数量极多的磷酸盐结晶的晶核，这层晶核在结晶过程中，晶体之间能很快互相连接，限制了晶体继续生长，促使磷化结晶膜的细化和致密，提高了成膜性，缩短了磷化时间，同时也能消除钢铁表面状态的差异对磷化质量的影响。
3.2前处理工艺
3.2.1脱脂
脱脂的目的是除去金属表面的油污。目前脱脂普遍采用水溶性碱性脱脂剂，关键在于控制好脱脂温度和脱脂时间。检查脱脂效果的方法有许多，在生产管理中，最常见的，也是最简便的方法是水浸润法，即观察脱脂并水洗后的表面水膜连续完整。充分脱脂的表面，其水膜应完整连续，无水珠悬挂。在磷化条件正常的前提下，观察磷化膜也能检查脱脂效果，只有在清洁无油污的金属表面才能形成外观完整的均匀磷化膜，任何清洗方面的不足都会立即显示出来。
脱脂质量的好坏主要取决于脱脂温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂四个因素：
（1）脱脂温度总的来说，温度越高，脱脂越彻底。这有两个原因，第一，温度使油污的物理特性发生变化，提高温度，油污的粘度就降低，甚至形成液滴有利十除去。第二，温度促进化学反应地进行。第二，温度加速表面活性剂分子的运动，有促进浸润、乳化、分散等作用。但是，并不是所有场合都是温度越高越好，在采用某些种类表面活性剂的脱脂液中，过高的温度会使表面活性剂析出聚集如同油珠附着在表面上，造成磷化膜发花不均匀。
（2）脱脂时间在脱脂操作中，必须保证有足够的脱脂时间。增加脱脂时间，即延长脱脂液与油污的接触时间，从而提高脱脂效果。油污越多，脱脂时间就需越长。
（3）机械作用在脱脂中，借助于压力喷射或搅拌等机械作用是非常有效的。因为，喷射时迫使脱脂液与板材有良好的接触，使脱脂液更加均匀；喷射时的机械作用力迫使脱脂剂渗透和破坏油膜，有效地使油污脱离板材表面；喷射促使油污乳化和分散在脱脂溶液中，防止油污再次污染板材表面。但是用十喷射的脱脂剂必须是低泡的，以免泡沫过多影响正常操作和脱脂液流失。
（4）脱脂剂对于含有表面活性剂的碱液脱脂剂最有效的发挥清洗作用是在表面活性剂的临界胶束浓度的上限。使用过程中，脱脂剂会被不断的消耗，因此必须定期的补加脱脂剂，以保持必要的浓度。脱脂剂的脱脂效果与浓度并不是一个直线上升的关系，因此，最好采用二次脱脂的办法，两个脱脂溶液可以是相同的。
第三章 汽车涂装线的生产工艺
3.2.2磷化
工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
（1）磷化工艺的选择
①优选磷化剂
磷化膜质量的优劣主要表现在晶体粗细和致密程度、表面有无沉淀物以及膜厚等方面，它们的差异直接影响涂层的效果（对漆膜结合力产生不同的影响）。为了满足涂料对磷化膜的要求，大多采用低温低渣锌系磷化剂。
②控制工艺参数
关键要控制磷化温度（25～40）℃，时间（3～20）min、促进剂含量（气点3～5）及总酸度（20～40）点和游离酸度（0.8～3）点。温度太低则不能成膜或成膜速度慢，膜不完整，易泛黄；反之，膜粗大，耐腐蚀性低，同时槽液稳定性变差，沉渣增多。促进剂含量低，成膜慢，膜层泛黄；反之，沉渣明显增多，膜层带彩色。总酸度稍高，能加快磷化反应的进行，磷化膜薄而致密。但不宜过高，否则沉渣增多，膜层挂灰。游离酸度对磷化膜影响较明显，控制低一些，有利于降低磷化温度和沉渣量；过高，沉渣增多，甚至不成膜。
要获得优良的涂装前磷化处理效果，工艺和生产管理是重要环节，必须严格控制各道工序的工艺参数，在生产中每天需要检测和控制的参数，见表3.1：
表3.1 各工序控制项目和检测频次
工序
控制项目
检测频次
预脱脂
碱度、温度
2次/班
脱脂
碱度、温度
水洗
碱度
表面调整
Ti浓度、PH值
磷化
总酸度、游离酸度、温度、磷化膜外观、换热器进口压力
多次/班
水洗
污染度
2次/班
去离子水洗
电导

（2）涂装磷化的作用
①增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。
②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。
③提高装饰性。
3.3电泳工艺
3.3.1电泳的定义
电泳是指带电颗粒在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物分子，如氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等都具有可电离基团，它们在某个特定的pH值下可以带正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷极性相反的电极方向移动。
3.3.2电泳的分类
电泳按其分离原理的不同，分为区带电泳、移动界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳等。
（1）区带电泳：电泳过程中，待分离的各组分分子在支持介质中被分离成许多条明显的区带，这是当前应用最为广泛的电泳技术。
（2）自由界面电泳：这是瑞典Uppsala大学的著名科学家Tiselius 最早建立的电泳技术，是在U形管中进行电泳，无支持介质，因而分离效果差，现已被其他电泳技术所取代。
（3）等速电泳：需使用专用电泳仪，当电泳达到平衡后，各电泳区带相随，分成清晰的界面，并以等速向前运动。
（4）等电聚焦电泳：由两性电解质在电场中自动形成pH梯度，当被分离的生物大分子移动到各自等电点的pH处聚集成很窄的区带。
3.3.3电泳涂装质量的影响因数
影响电泳质量的因素很多，就阴极电泳涂装而言，主要为涂装前处理、基材的表面性质、电泳电压、烘烤温度和时间等因素。
（1）涂装前处理为获得优质的、防腐蚀性好的地用涂层，被涂物电泳前必须进行表面处理，首先清洗掉各种污物，如油污、锈、氧化皮、焊渣、金属屑等，在进行磷化等化学处理，之后进行充分的水洗，清洗掉前处理药品、磷化沉渣等，最后用去离子水洗。
（2）阴极电泳涂装过程中，作为阴极的基材，如低锌、普锌或含锌镍的磷化钢板由于电解作用，沉积的涂层会有缺陷，影响电沉积涂层的防腐性能。此外，电泳时阴极表面碱性增强（开始电沉积时阴极附近的pH值约12），会使部分磷化膜溶解、基材表面微观结构发生变化，影响整体涂层的性能。
（3）阴极电泳涂装的电压主要取决于涂料的品种，操作时还应该综合考虑极间距、极比、槽液温度等因素，以确定最佳电压范围。电压的高低对电泳涂膜的质量影响很大。通常电泳时间是固定的，通过提高或降低电压来调节涂膜厚度。极间电压越高，电场强度越强，电沉积量亦随之增加，工件内表面及半封闭面的涂膜厚度增大。但电压过高，工件入槽瞬间的冲击电流太大，涂膜沉积速度过快，易造成涂膜外观和性能变差。电压高到超过电泳膜的击穿电压时，沉积涂膜被击穿，电解反应加剧，电极表面产生大量气体，涂膜表面产生大量气泡。电泳电压过低，涂料泳透力差，沉积速度慢，效率低，涂膜变薄。一般在保证涂膜外观质量前提下，尽可能采用较高的电压进行阴极电泳涂装。电压控制在150～340V为宜。
（4）烘烤温度和时间对涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性均有很大的影响。高温长时间烘烤可能导致涂膜泛黄、变脆等；烘烤温度太低，树脂没有充分交联，耐腐蚀性变差。一般烘烤温度为165～180℃，烘烤时间20～30min。
第四章 汽车涂装线的监控设计
第四章 汽车涂装线的监控设计
4.1组态王的操作界面
操作界面是人机对话的窗口，本着操作方便、简单易学的原则，本系统采用全图形界面，并且在设备外形和摆放位置上尽量和现场保持一致。组态王方便的做图工具和丰富的图库使编程简单易行。操作界面分为主控画面、各控制单元画面、报警窗口和数据报表等。其中，主控画面为正常生产时的主监视画面，显示全厂主要设备的运行状态和仪表数据，从该画面可方便的进入各个控制单元的画面及数据报表。控制单元画面可详细的显示该单元各种设备的运行情况，并可对单元的设备进行控制。数据报表用于显示实时和历史数据，提供各种数据曲线，生成报表和打印。在任何状态下，一旦设备发生故障，均会弹出报警窗口，并发出报警声，提醒工作人员进行处理。
4.2建立组态王新工程
打开组态王软件，按新建工程向导完成新工程的创建。见4-1至4-5图：
点击“开始”→“程序”→“组态王6.52”（或直接双击桌面上的组态王快捷方式），启动后的工程管理器窗口如图4-1所示：

图4-1 组态王工程管理器
点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一—欢迎使用本向导”如图4-2所示：

图4-2 新建组态王工程向导之一
点击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之二—选择工程所在路径”，画面如图4-3所示：

图4-3 新建组态王工程向导之二
点击“下一步”进入“新建工程向导之三—工程名称和描述”，如图4-4，在“工程名称”处写上要给工程起的名字—汽车涂装控制系统组态设计。“工程描述”处写学号姓名，49083002刘翠红。

图4-4 新建组态王工程向导之三
点击“完成”会出现“是否将新建的工程设为组态王当前工程”的提示，选择“是”，
生成“汽车涂装控制”的新工程，如图4-5所示：

图4-5 新建的组态王工程
4.3创建组态画面
双击已经创建的新工程：“汽车涂装控制工程”。打开工程浏览器，双击“新建”，输入画面名称为汽车涂装控制主画面，显示宽度和高度为1024和768，画面宽度和高度为1024和768，画面风格选择大小可变，类型选择覆盖式。画面如图4-6所示：

图4-6 汽车涂装控制主画面对话框
点击“确定”后，进入开发系统，如图4-7所示：

图4-7 开发系统

在工程浏览器中可以看到已经建立了的新画面文件。如图4-8所示：

图4-8 汽车涂装控制系统画面文件
4.4串口类设备的定义
（1）新建串口设备
选中“新建”图标后用左键双击，弹出“设备配置向导”对话框；或者用右键单击，则弹出浮动式菜单，选择菜单命令“新建逻辑设备”，也弹出“设备配置向导”对话框，如图4-9所示：

图4-9 设备配置向导图
工程人员从树形设备列表区中可选择PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等节点中的一个。然后选择要配置串口设备的生产厂家、设备名称、通讯方式；PLC、智能仪表、智能模块、变频器等设备通常与计算机的串口相连进行数据通讯。
（2）单击“下一步”按钮，则弹出如下设备配置向导——“设备名称”对话框。工程人员给要配置的串口设备指定一个逻辑名称。单击“上一步”按钮，则可返回上一个对话框。
（3）继续单击“下一步”按钮，则弹出如下设备配置向导——“选择串口号”对话框。
工程人员为配置的串行设备指定与计算机相连的串口号，该下拉式串口列表框共有128个串口号供工程人员选择。
（4）继续单击“下一步”按钮，则弹出如下设备配置向导——“设备地址设置”对话框。
工程人员要为串口设备指定设备地址，该地址应该对应实际的设备定义的地址，具体请参见组态王设备帮助。若要修改串口设备的逻辑名称，单击“上一步”按钮，则可返回上一个对话框。
（5）继续单击“下一步”按钮，则弹出如下设备配置向导——“通信参数”对话框。
此向导页配置一些关于设备在发生通信故障时，系统尝试恢复通信的策略参数：
尝试恢复时间：在组态王运行期间，如果有一台设备如PLC1发生故障，则组态王能够自动诊断并停止采集与该设备相关的数据，但会每隔一段时间尝试恢复与该设备的通讯。
最长恢复时间：若组态王在一段时间之内一直不能恢复与PLC1的通讯，则不再尝试恢复与PLC1通讯，这一时间就是指最长恢复时间。如果将此参数设为0，则表示最长恢复时间参数设置无效，也就是说，系统对通讯失败的设备将一直进行尝试恢复，不再有时间上的限制。
使用动态优化：组态王对全部通讯过程采取动态管理的办法，只有在数据被上位机需要时才被采集，这部分变量称之为活动变量。活动变量包括：当前显示画面上正在使用变量；历史数据库正在使用的变量；报警记录正在使用的变量。
命令语言中（应用程序命令语言、事件命令语言、数据变化命令语言、热键命令语言、当前显示画面用的画面命令语言）正在使用的变量。
如果对与通讯参数还需要修改，单击“上一步”按钮，则可返回上一个对话框进行修改，如果不需要修改，单击“下一步”。
（6）继续单击“下一步”按钮，则弹出如下设备配置向导——“信息总结”对话框，如4-10所示：

图4-10 配置信息汇总
此向导页显示已配置的串口设备的设备信息，供工程人员查看，如果需要修改，单击“上一步”按钮，则可返回上一个对话框进行修改，如果不需要修改，单击“完成”按钮，则工程浏览器设备节点处显示已添加的串口设备。
4.5汽车涂装静态画面
通过对汽车涂装的工程设计，建好的汽车涂装静态画面如下图所示：

图4-11 单步运行的静态画面

图4-12 汽车涂装线静态监控画面

4.6建立动画连接
以上介绍的是汽车涂装静态画面，下面是以跳转按钮为例，进行动画连接。在动画连接对话框中，命令语言连接方式选择“弹起时”，如图4-13所示：

图4-13 跳转按钮动画连接

4.7调试运行
从开始菜单中启动工程管理器进入运行，从菜单“文件/打开”，选择窗口“汽车涂装控制工程”，这时能看到系统运行情况，如图4-14所示：

图4-14 系统运行图

到此，已经完整的建立了一个组态王监控应用画面。但是，里面涉及的东西仅仅是组态王软件功能的一部分，组态王软件应用广泛值得进一步去研究学习。

第五章 总结与展望
第五章 总结与展望
汽车涂装中前处理和电泳占据着十分重要的地位。前处理对整个涂装质量起着决定性作用，是充分发挥涂料功能的前提条件。阴极电泳涂装的工艺参数多，管理困难，阴极电泳涂装设备技术要求高，结构复杂，电泳质量的好坏也决定着后序中涂装以至于面漆质量。本文通过对汽车涂装前处理及电泳工艺流程的分析与研究，采用工业自动化组态软件，使用户能根据自己的控制对象和控制目的，完成最终的自动化监控工程。
随着工业自动化水平的迅速提高，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。先进过程控制APC（Advanced Process Control）是指一类在动态环境中，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。目前，国内许多大企业纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。国外许多控制软件公司和DCS厂商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件包。据资料报道，一个乙烯装置投资163万美元实施先进控制，完成后预期可获得效益600万美元/年。从上可以看出能嵌入先进控制和优化控制策略的组态王必将受到用户的极大欢迎。
通用工业自动化组态王的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程，同时利用先进的工业控制技术降低了能耗，得到了用户的认可，从而取得了良好的经济效益和社会效益。其应用前景是十分广阔的。
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致 谢
致 谢
在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师彭波表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！
在论文工作中，遇到了诸多难题，一直得到彭波老师的亲切关怀和悉心指导，使我在这段写作论文期间收获颇多。彭波老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向彭波老师致以最崇高的谢意!
非常感谢彭波老师在大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给我的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，他给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，他放弃了自己的休息时间，他的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向他表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这两年多来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步。
在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!
特别感谢一直关心帮助我成长的室友孟苗苗、尹丛丛、李卫磊！
在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持！
最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!

参考文献
参考文献
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6．周杰.中国汽车涂装生产线新技术的应用和发展.2007年中国汽车工程学会涂装专业委员会技术交流会论文集，2007
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12．陈慕祖.涂装前处理材料的最新成果.汽车涂装技术文集，2003