隨著汽車行業的發展，用戶差異化的用車需求給企業提出了新的要求，汽車涂裝車間的自動化已經基本實現，設計最大尺寸內的車身可以順利在一個涂裝車間內通過，多種型號、顏色的車型能在一條生產線上生產，如何自動識別不同的車型，成為了涂裝工藝柔性化發展的一個難題。在這樣的背景下，車體識別系統(AVI)應運而生，經過多年的發展，AVI系統已經成熟和模塊化，數據的采集、處理以及在不同系統間的傳輸基本上已經固化了，數據的采集階段主要是車型條碼的識別和滑橇唯一性標識的讀取，發展到今天，低成本、易維護和抗干擾性強的AVI系統愈加受到各汽車廠家的青睞。

  AVI數據采集站點的分布

在討論AVI數據采集站點的分布前，需要先熟悉涂裝車間的工藝流程，以下就以某涂裝車間為例來介紹AVI數據采集站點的布置。涂裝車間的工藝流程為：車身車間—前處理—電泳—電泳烘爐—底漆—上膠—膠烘爐—打磨—噴漆—精修—報交，圖1中的數字表示AVI數據采集站點的編號，每個站點都有其各自的功能。

  1號站點：設置有自動、手動條碼掃描槍各一個和一個鋼碼閱讀器，主要功能是進行鋼條碼和車身條碼的綁定，1號站點也是整個涂裝車間唯一一個設置有條碼掃描槍的站點。在1號站點，條碼槍掃描的條碼信息和鋼碼閱讀器采集的滑橇編號存入服務器數據庫，并進行綁定，通過這個站點數據的綁定，滑橇上面的鋼條碼成為涂裝車間內滑橇和車身的唯一標識，過了1號站點，所有的車身信息讀取將通過掃描滑橇鋼條碼來讀取對應的車身信息。1號站點后設計有預分色存儲區，將對不同顏色和車型的車身通過1號站點的信息讀取進行分色和分類，同種顏色和車型的車身會被劃分存儲到一起，分類的規則可以進行設定，由AVI服務器來進行計算，給出分色路由，也可由機運PLC進行計算分色。

  2號站點：設有一個鋼碼閱讀器，讀取滑橇鋼條碼，從服務器中得到綁定的車身信息，根據車身條碼內的車型和顏色信息，AVI服務器進行計算、分色、分類和給出路由。

  3號站點：設有一個鋼碼閱讀器，精修后的車身進行路由給定，對車身標志位進行標記，正常合格車經過3號站點直接去報交進行最后質檢。

  4號站點：設有一個鋼碼閱讀器，質檢合格的車輛直接送到下一個車間，車身在該站點和滑橇鋼條碼解除綁定。

  5號站點：設有一個鋼碼閱讀器，精修后的車身進行路由給定，對車身標志位進行標記，不合格的車身經過5號站點去小修進行修理。

  6號站點：設有一個鋼碼閱讀器，報交工位質檢后不合格的車身，報交工段進行路由給定，通過6號AVI站點去小修進行修理。

  7號站點：設有一個鋼碼閱讀器，小修完成后的車身返回到報交進行再次的質檢確認。

  8號站點：設有一個鋼碼閱讀器，小修不合格的車體，小修處理后，對車身信息標志位進行標記，通過8號站點經過大返路線，再次進行噴涂。

  9號站點：設有一個條碼掃描槍，此站點為建議設置項，設置該站點后，可以對車身在涂裝車間的位置進行詳細跟蹤。

  以上站點設置是較典型的，通過幾個站點的設置基本可以實現車體自動識別的功能，如果需要更準確地跟蹤車體，也可以通過增加鋼碼閱讀器站點的數量來實現。

  鋼條碼信息的采集、編碼和校驗

  涂裝車間AVI系統架構如所示，涂裝車間AVI系統使用EtherNet和DeviceNet兩層網絡結構。PLC上層使用EtherNet連接，包括系統服務器、維護工程師站等;PLC下層使用DeviceNet連接，包括AVI站和車身條碼掃描槍。本系統中，PLC采用Allen-Bradley的1756系列。該平臺提供了集成化控制架構，提供了通用的控制引擎和軟件編程環境，以及跨多個硬件平臺的通信支持，在國內汽車行業應用廣泛。

  AVI系統數據的采集主要是車身條碼信息的讀取和滑橇鋼條碼的掃描，機運PLC通過DeviceNet網絡采集條碼掃描槍和鋼碼閱讀器的信息，存儲到AVI數據庫服務器內，車身條碼信息的采集使用標準的條碼信息，本文不進行贅述。鋼條碼閱讀采用中汽四院具有自主知識產權的鋼碼閱讀器，其具有結構簡單、易于維護、成本低和抗干擾性強等特點，其基本原理為使用12個激光反射式光電開關，采集鋼條碼上的信息，每個鋼條碼按照設計的編碼規則進行加工打孔，鋼條碼及其編碼原理如圖3、圖4所示。圖4中鋼條碼兩端的孔為讀寫判斷位;從右數第2個孔為偶校驗位，確保鋼條碼上面的孔為偶數，這也就要求所有的鋼條碼在加工時保證孔的個數是偶數，否則視為鋼碼掃碼錯誤;從右側第3個孔往左數，到左側倒數第2個孔，共9個孔位為數據位，左側為高位，右側低位，此9個孔位數據為二進制數據(即110101001，轉換為十進制為425)。鋼碼閱讀器的編碼規則需要通過PLC編程來實現，其特點是簡單、易于實現、使用硬件成本低、維護簡單且可靠性高。在中的4號站點還可以實現滑橇的潔凈度判斷，對鋼條碼閱讀不成功的滑橇可以默認為其噴漆次數較多，到下一個清潔周期，自動將其排出在線運行，打到離線進行確認清洗。

  基于Cimplicity軟件的數據處理和路由給定

 Cimplicity HMI是一個基于客服服務器的結構，它包括服務器和瀏覽站，服務器負責數據的采集和分配。Cimplicity具有強大的監控界面編輯功能，通過編寫腳本可以實現數據的處理、數據庫的連接等功能;現場機運PLC負責數據的采集，Cimplicity通過RSLinx軟件的OPC服務訪問PLC內的數據，Cimplicity通過腳本將采集到的數據存儲到數據庫服務器。

 Cimplicity對車體信息的處理主要是通過腳本來實現，路由計算完成后，通過RSLinx軟件的OPC服務將路由信息寫到PLC內。如圖5所示，PLC、Cimplicity服務器、Cimplicity客戶端和AVI數據庫服務器之間依托以太網來進行數據傳輸。PLC和Cimplicity服務器的數據傳輸是雙向的，主要是通過RSLinx內的OPC服務來實現，PLC將采集到的條碼和鋼碼信息傳給裝有Cimplicity軟件的AVI服務器，AVI服務器將通過腳本計算出的路由信息通過OPC服務寫入到PLC中;Cimplicity服務器和Cimplicity客戶端之間的通信使用的是Cimplicity軟件自帶的服務器—客戶端功能;Cimplicity客戶端可以經過設置直接訪問Cimplicity服務器的內容，Cimplicity服務器對AVI數據庫服務器內數據的讀寫是通過SQL語句實現的。

  以工業軟件Cimplicity為核心，基于條碼掃描、鋼條碼閱讀器的AVI系統，憑借其較低的成本、簡單的結構、易維護和可靠性強等優點迅速地在各大汽車涂裝車間內推廣開來，其后期維護成本較低，極大地推動了汽車涂裝產業更高層次的生產自動化和柔性化，為汽車廠家提供了優秀的AVI系統綜合解決方案。