[发明专利]烘房设备的控制方法

说明书

本发明揭示了一种烘房设备的控制方法，包括：区域划分步骤，将输送链划分成加热区和强冷区，加热区的周边布置的是加热设备，强冷区的周边布置的是强冷设备；加热设备启动步骤，启动加热设备，将加热区的温度提升至指定加热温度；输送链状态监控步骤，监控输送链上的车身的数量和位置；强冷设备启动步骤，当输送链上有车身抵达强冷准备位置时，启动强冷设备，将强冷区的温度降低至指定冷却温度；强冷设备调节步骤，依据强冷区内车身的数量调节强冷设备的功率；加热设备关闭步骤，无车身将被送上输送链并且输送链上的加热区上无车身，关闭加热设备；强冷设备关闭步骤，输送链上的加热区上无车身并且输送链上的强冷区也无车身，关闭强冷设备。

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，更具体地说，涉及汽车制造中的油漆烘干工艺。

背景技术

目前在汽车行业涂装车间中，烘房系统的烘干工艺是整个油漆喷涂工艺中的重点环节，其主要作用是将车身表面喷涂的油漆或者PVC胶水进行高温脱水，使其完全固化在车身上，起到美化或防腐等不同作用。

以经典的5A传统工艺为例，一条30JPH的生产线一般配置4个烘房系统：分别是电泳烘房、UBS烘房、中涂烘房和面漆烘房。

图1揭示了车身烘干工艺的过程的示意图。参考图1所示，车身在经过常温喷涂区域101后进入到烘房设备102。烘房设备包括高温区域121和强冷区域122。高温区域一个烘道，车身在烘道内进行高温烘烤(温度范围在100～200℃间)。车身离开烘房设备之后的下一个工序是人工打磨区103。在人工打磨区103进行诸如打磨、抛光的人工操作。人工操作时需要将车身温度降低，所以在烘房设备内还包括强冷区域122。强冷区域122安排在高温区域121后方，车身进入强冷区域后通过冷风使车身温度从200℃左右快速降低至45℃以下。强冷区域122主要由数个巨大的冷却风机和冷冻系统组成。冷冻系统一般由工厂冷冻水管网提供能源。在烘房设备102内布置有输送链123，输送链123横跨高温区域和强冷区域两个区域，在整个烘房设备的范围内长距离输送车身。

烘房设备从功能上可以划分为TNV燃烧炉系统、加热系统和强冷系统等。在电气控制上采用程序控制器和集成式程序结构。集成式的程序架构具有简单易读的特性，但缺乏功能扩展的灵活性：烘房设备中的加热设备与强冷设备互相绑定在一起，只能同时打开或者同时关闭。

烘房设备消耗了油漆车间巨大的能源，占到了整个车间能源消耗的四分之一。其中主要涉及的能耗为天然气、电能及冷冻水。经过多年的实践发现，烘房设备存在较大能源浪费，具有较大的改善空间。造成能源浪费的主要问题有：

1)TNV、加热设备和强冷区存在不同热迟滞效应：加热区升温时间最慢，而强冷区达到生产状态的时间最快。下面的表以传统的面漆烘房为例，显示了几个工艺模块不同的热迟滞差异：

由于烘房系统这种巨大的热迟滞差异，决定了烘房系统开机前需要设置足够的提前量，以电泳烘房为例，电泳烘房系统在满足生产条件前需要约2小时的升温时间(根据燃烧炉功率大小而定)。在到达工艺温度后，还需要进入保温待机阶段(0.5～1小时)。在车身进入烘房后正式进入烘干生产时间。烘房运行时间的分解见下述的公式：

烘房运行时间(能量消耗)＝提前期(升温时间+待机时间)+生产时间

整个烘房在正式生产前提前期达2.5～3小时。

2)除了热迟滞效应，根据实际产量作息、故障空挡、清漆喷杯空挡等因素，烘房设备的利用率往往达不到100％，以下统计了电泳烘房生产空挡和负载率：

基于以上用能分析，可以发现由于烘房设备的不同热迟滞特性和绑定操作的模式，造成设备空转等待时间过长，尤其是强冷设备，由于是与加热设备绑定开启或者关闭，在加热设备提前开启、升温期间就会启动，但是强冷设备实际需要等到有车身进入到强冷区域后才会开始工作，因此存在较大的无效运行和能源股浪费。

发明内容