适用于多车型变化的仿形吹干系统

仿形吹干设备随着车辆外形的变化来调节风管与车辆外形的高度，达到吹干的目的。这种吹干方式因风管吹嘴基本与车辆外形保持固定的距离，故风压不会因车辆外形变化而忽高忽低，吹干效果很好，且有很好的经济效益。

吊架示意图

 在汽车工业中 , 车辆组装完成后都要完成一系列的检测。其中，有一个任何汽车制造商都不能忽略的检测，即车辆的淋雨密封性测试。淋雨吹干线正是完成这种检测的设备。车辆淋雨后的吹干设备是其中的重要组成部分。车辆在经过一段时间人工模拟的暴雨和细雨的喷淋后，如何将车辆表面所附的水膜吹干，使车辆能够尽快进入下一个检验环节，从而减少车辆的整体检测时间，是一个值得研究的课题。

传统的吹干设备一般分为两种方式：其一为车辆缓慢的前进，在车辆的左右两边及上部有风管，风管的长度可根据车型的变化进行调节，随着车辆的前进，将车身上的水膜吹干；其二是车辆进入吹干区域停止不动，侧吹和顶吹采用龙门式往复行走机构，同样风管的长度可根据车型的变化进行调节，车辆在其中经过一定的时间后完成吹干。这两种方式，吹干风管虽然可以根据车型变化进行有限的伸缩调节，但因风管吹嘴要让过车辆的最高点和两侧的最外边，如果车辆的外形起伏变化较大，如轿车，则发动机盖和后备箱盖的吹干效果并不好，甚至吹干完成后，车身还往下滴水。这种方式只适用于车型变化不大的情况。

仿形吹干设备，顾名思义就是随着车辆外形的变化来调节风管与车辆外形的高度，达到吹干的目的。这种吹干方式因风管吹嘴基本与车辆外形保持固定的距离，故风压不会因车辆外形变化而忽高忽低，吹干效果很好。

现代汽车仿形吹干系统

北京现代汽车厂PDI车间是专门对汽车销售前进行终检的车间。它的主要构成是淋雨吹干线及一些检测、维修工位。淋雨吹干线由A、B两条完全一样的线体组成，每条线由一条输送用的板链和洗车房构成。洗车房包含两个部分：淋雨和吹干。车辆开到板链上后，由板链带着车辆进行一系列的试验和检测。因从洗车房出来后，在板链上有连续9个工位的车辆进行出厂前的检测，故对吹干效果要求非常严格，也因此采用了仿形吹干系统，具体示意如图。

1. 设备结构

仿形吹干设备一端通过轴承固定在吊架上，另一端安装有吹风嘴和固定传感器的架子，由一台电机通过链条拉动风嘴上下做圆弧运动。吹风嘴通过内部有钢丝固定的软风管与室体上端的固定风管相连接。

2. 动作描述

当车辆随板链运行，GD1动作时，升降架不动，进入准备上升的状态。车辆继续前行，当GD2动作时，升降架上升。这样随着车型的变化，升降架从车辆头部开始，经过发动机盖、车前窗直到车顶中部最高点，间歇性的慢慢上升。当到达车顶最高点时，GD2再也不会被遮挡，GD3因与GD2在同一水平面，故GD3也不会动作。升降架定位在这个高度不动，直到车顶过完。当车辆的后窗经过升降架时，4个开关都无信号，延时2s后，升降架开始下降，直到GD4动作。这样，升降架由车顶经后窗、后备箱直到车尾，最终降到最低位，等待下一辆车的到来。升降架一直这样间歇性升升降降，随着车辆外形的起伏变化，始终与车辆外形保持一段固定的距离，使得附在车辆外表面的水膜被赶走、吹干，经过两道仿形吹干后，除了个别死角外，车辆表面已经基本干燥。

为了防止升降架突然失速，采取了两套保护措施：第一套是如果升降架在下降时GD4动作而没有停止，继续下降，则在GD3动作时，升降架作上升动作；第二套是装在吹风嘴中部的两个行程开关LS1和LS2，LS1、2与风嘴的距离比要比GD3的距离要小得多，如果光电开关都不起作用，则当顶吹保护的行程开关动作时，输送链停机，顶吹升降架升到高位。简单说，上面的两个光电开关触发，上升；下降时，下面的两个光电开关触发，停止。

3. 出现的问题及解决办法

如图所示，升降架通过轴承固定在方形吊架上。通过链条的拉动，上下升降做圆弧运动。这种结构本身就不稳固，且随着升降架的高频运动、停止，升降架颤抖严重，这是不允许的。它不但可能对车辆造成损伤，因为颤抖严重，还会使光电开关信号不可靠，引起误动作。在增加了斜拉撑，并加固了方形吊架后，情况得到改善。

淋雨房中水雾非常严重，虽然设置了挡水板，但水雾还是会往吹干室内飘。尤其是第一道仿形吹干处，使光电开关表面结水膜，影响光电开关的可靠工作。给光电开关增加护罩后，问题得以解决。

控制系统

仿形吹干自动控制系统以1台西门子 S7-300 PLC为主站，以Profibus-DP总线为基础，通过网络配置和参数设定来建PLC和变频器、远控箱和TP270触模屏之间的通信，并通过参数的变化来实现对传动装置的启停控制、快慢调速等功能。通过工业以太网模块和TCP/IP协议将PLC和厂级MES系统连接起来，进行数据交换和远程控制。

1. 远控箱

在洗车房出口处设有远控箱，它可以手动控制仿吹升降架的升降。为了保证冬天的吹干效果，远控箱上设有选择开关，决定燃烧器是否使用。当洗车房出口工位的工人发现系统异常时，可以拍急停使系统紧急停止。问题解决后，重新自动启动系统。

2. 变频器控制

仿形吹干升降架是由LG iS5变频器控制的。PLC通过Profibus-DP总线向变频器发送升降、启停命令，变频器的频率设定则是在触摸屏上完成。为了防止因频率过高，升降架抖动伤车，频率设定应与板链的速度相结合。

现场总线的干扰问题

实际生产现场环境极其复杂，对自控系统产生的干扰已经成为不可回避的问题。作为与变频器通信的重要组成部分，Profibus-DP现场总线处在复杂的现场环境中，不可避免地存在各种各样的干扰。如果因总线干扰而使变频器停止输出，可能会导致车辆损伤，造成重大经济损失。因此，提高现场总线的抗干扰能力，是控制系统高效运行的重要因素。

1. 现场存在的干扰源

（1）变频器

变频器在整流和逆变中，大功率电子元器件不定时的进行高速开和关的转换，产生大量的高频电磁波，污染整个车间，并且产生大量高次谐波，污染工频电网。

（2）变压器、电力电缆和动力设备

这些设备均为工频，频率较低，干扰一般发生在附近。而随着干扰源的特性不同，电场分量和磁场分量也有着很大差别。特别是动力设备启动时，瞬间电流能够达到额定电流的3～8倍，会产生大电流冲击的暂态干扰。

（3）来自工频电源的干扰

工频电源波形畸变和高次谐波若未加隔离或滤波，会通过供电系统进入控制系统，从而影响整个现场总线。

（4）导线接触不良产生的火花、电弧等。

（5）三相供电不平衡产生的地电流、屏蔽层不共地产生的接地环流。

2. 现场总线的抗干扰措施

（1）增加屏蔽，远离干扰源

动力设备和电力电缆对现场总线的干扰与距离的平方成反比，即随距离的增大，干扰衰减非常快。远离干扰源，是防止辐射干扰的重要措施。所以，现场总线设备远离用电设备，现场总线电缆与动力电缆在桥架中分层布置，都能起到很好的防干扰作用。

（2）现场总线的接地

良好的接地是现场总线防干扰的重要内容。所谓“地”，一般定义为电路或系统的零电位参考点；所谓接地，就是在两点之间建立传导通路，以便将电子设备或元件连接到“地”。接地的目的一是保护操作人员和设备的安全，即“保护地”；二是为了抑制电磁干扰，提供电子测量中的电位基准，即“工作地”。Profibus-DP电缆采用RS-485双绞屏蔽电缆，由于通信频率较高，干扰所产生的噪声电流只在屏蔽层外表流过（集肤效应），一般在电缆屏蔽层两端接地，即始端和末端同时接地。若一端接地（始端或末端），仅仅有利于消除低频干扰。在整个车间没有放置等电位接地板，不能实现等电位接地时，一端接地优于两端接地，可防止形成地回路。

结语

采用仿形吹干，适应了现代化多车型的需要，避免了因车型变化较大而重复建设的情况，并且吹干效果良好，有很好的经济效益。