無線通信技術(shù)在自行小車中的應(yīng)用

1、無線通信技術(shù)在自行小車中的應(yīng)用作者：十堰華昌達(dá)機(jī)電有限公司 陳建福    來源：AI汽車制造業(yè)東風(fēng)二汽重型車廠裝配車間原有的4條自行小車線因工藝需要與板鏈實(shí)現(xiàn)同步，并在自行小車上實(shí)現(xiàn)板鏈的無極調(diào)速，需要將板鏈的速度的模擬量實(shí)時(shí)傳給小車，在保留原有PLC的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造。改造工期很短，只有高溫假的10天左右，要求4條自行小車線全部改造到位，并滿足上班第一天的生產(chǎn)需要，不能有任何疏漏。 目前傳統(tǒng)的滑觸線控制方式相對(duì)來說比較復(fù)雜，施工時(shí)間較長，裝配車間曾經(jīng)考慮其他的滑觸線數(shù)據(jù)通信方式，如西門子導(dǎo)軌放大器Profibus通信方式。但由于本項(xiàng)目改造時(shí)間很短，

2、改造線路多，還要和原有的歐姆龍PLC匹配，所以以上方式在此要求下很難實(shí)現(xiàn)。最后我們考慮使用先進(jìn)的無線通信技術(shù)。在確定采用無線方案后，經(jīng)過多方考察，我們從應(yīng)用穩(wěn)定成熟及性價(jià)比出發(fā)，最終選定了菲尼克斯電氣無線通信產(chǎn)品解決方案。 系統(tǒng)功能 1.設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn) （1）控制信號(hào)全部用無線方式傳輸，只需要為小車提供電源，沒有了復(fù)雜的布線，減少了滑觸線和碳刷的數(shù)量，減少了滑動(dòng)帶來的機(jī)械磨損和碳刷消耗，使備件和人員維護(hù)成本大大降低。 （2）傳統(tǒng)滑觸線控制方式受滑觸線級(jí)數(shù)的限制，小車的控制信號(hào)采用編碼方式，一旦接觸不良，容易出現(xiàn)誤碼和掉碼，小車故障率高。采用無線通信的方式，2.4G頻段的藍(lán)牙通信協(xié)議保證了實(shí)時(shí)性通信，

3、通過跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，使系統(tǒng)抗干擾、穩(wěn)定可靠，大大降低故障率。 （3）要保證基本的控制保護(hù)功能，滑觸線的控制方式需要采用線體分段、通斷的方式來傳遞信號(hào)，信號(hào)受滑觸線級(jí)數(shù)的限制，只能保證基本的控制和保護(hù)功能。而無線方式的采用，可以突破限制滑線限制，增加更多控制和保護(hù)功能，使小車的運(yùn)行保護(hù)更加全面合理、安全可靠。 （4）操作性強(qiáng)、擴(kuò)展性好。小車上沒有了復(fù)雜的接線回路，避免了小車故障，所有的小車診斷操作和參數(shù)設(shè)定都可以在地面主控進(jìn)行，減少攀爬作業(yè)。即使停車位置改造或者小車數(shù)量變化、工藝變化等都不用做滑觸線等硬件更改，只需要做相應(yīng)的主控調(diào)試。 （5）小車可以根據(jù)外圍聯(lián)鎖設(shè)備的速度變化實(shí)現(xiàn)速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，頻

4、率變化非常靈活，大大提高了設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。 2.硬件配置 表1是以其中一條自行小車線配置的主要硬件清單。主控單元由PLC控制器和無線基站FLM BT BS 3組成。無線基站作為I/O和PLC控制器的接口設(shè)備，可通過DeviceNet現(xiàn)場總線方式與歐姆龍PLC CJ1連接。 3.工作原理 主控PLC完成所有的邏輯控制。小車上所有開關(guān)狀態(tài)、位置信息、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和速度信息等信號(hào)都通過無線I/O模塊進(jìn)行采集和交換，這些信息通過基站到達(dá)PLC單元，PLC通過程序執(zhí)行來完成所有的邏輯運(yùn)算，把執(zhí)行結(jié)果再通過基站傳送給小車上的無線I/O模塊予以輸出，以此來完成各種工藝要求的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)，工作原理如圖1所示。地面主站

5、和空中小車部分如圖2、圖3所示。 安裝調(diào)試 1.編程ID-PLUG ID-PLUG是每個(gè)I/O的身份識(shí)別卡，決定這個(gè)I/O是與哪個(gè)基站進(jìn)行通信的前提，單個(gè)I/O模塊為了與基站通信，需要連接數(shù)據(jù)，而這個(gè)連接數(shù)據(jù)保存在插入到該模塊的ID-PLUG中。在啟動(dòng)I/O模塊之前，先把連接數(shù)據(jù)從基站中寫到I/O模塊中，具體步驟如下： （1）確認(rèn)所有的連接無誤；給基站上電； （2）在“TN”旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)上設(shè)置合適的模塊地址； （3）插入ID-PLUG. ID-PLUG燈先變黃，然后變綠； （4）拔出編程好的ID-PLUG； （5）把ID-PLUG插入到I/O模塊中。 設(shè)置步驟： （1）確認(rèn)編程過的ID-PLU

6、G已插入到I/O模塊中； （2）確認(rèn)基站被正確的組態(tài)； （3）給基站上電，所有連接上的I/O設(shè)備的過程數(shù)據(jù)長度和數(shù)能夠從旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)上讀到； （4）組態(tài)本地總線，然后啟動(dòng)本地總線； （5）如果基站沒有建立起到I/O模塊的通信連接，狀態(tài)字中的錯(cuò)誤位將置位，并且BT燈將顯示紅色； （6）一旦無線藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)通信建立，就執(zhí)行一個(gè)邏輯檢測。如果過程數(shù)據(jù)長度設(shè)置不正確，BT燈將閃爍紅色，表示有一個(gè)I/O錯(cuò)誤發(fā)生； （7）當(dāng)邏輯檢測完成，BT燈將顯示綠色，表示I/O模塊可以數(shù)據(jù)交換。 故障安全：當(dāng)與I/O模塊的無線連接被中斷即通信失敗時(shí)，I/O模塊將切入到失敗安全模式，與I/O模塊的過程數(shù)據(jù)傳輸中斷，所有過程

7、數(shù)據(jù)置零；當(dāng)通信中斷恢復(fù)后，必須使用“set failsafe mode run”指令使I/O模塊的過程數(shù)據(jù)交換。無線通信的狀態(tài)可以通過“Get Error Code”指令查詢。 基站的設(shè)置如表2所示。 2.耦合器的設(shè)置 當(dāng)基站的設(shè)置完成后，就可以進(jìn)行耦合器的設(shè)置工作，具體步驟如下： （1）確認(rèn)所有的連接無誤。 （2）上電。 （3）從站讀取自己BT網(wǎng)絡(luò)的Local Bus：在耦合器有兩個(gè)開關(guān)X1和X10，將X1撥到B，再將X10撥到D，等待5s；RUN閃紅燈到不閃，再將X10撥到E，等待5s；RUN閃黃燈到不閃，再將X10撥到F，等待5s；RUN閃綠燈到不閃，讀從站的Local Bus即完成；

8、重新上電。 （4）設(shè)置從站波特率（默認(rèn)的是自適應(yīng)的波特率，這一步通常不用做）： 將X1撥到所需要的波特率（0：125K，1：250K，2：500K，3：自適應(yīng)），再將X10撥到D，等待5s；RUN閃紅燈到不閃，再將X10撥到E，等待5s；RUN閃黃燈到不閃，再將X10撥到F，等待5s；RUN閃綠燈到不閃，讀從站的Local Bus即完成；重新上電。 （5）設(shè)定節(jié)點(diǎn)地址：當(dāng)完成以上工作后，最后進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，把 X1 和 X10設(shè)為所需要的節(jié)點(diǎn)地址即可；重新上電。 3.DeviceNet主站設(shè)置 只有正確設(shè)置輸入輸出控制字，DeviceNet主站才不會(huì)報(bào)錯(cuò)。注意I/O地址分配上當(dāng)小車為3臺(tái)時(shí)，ID-PLUG所對(duì)應(yīng)的I/O地址是倒過來的，也就是說3號(hào)小車所對(duì)應(yīng)的地址為第一個(gè)，然后是2號(hào)小車、1號(hào)小車（見表3）。 結(jié)語 目前此項(xiàng)目已安全運(yùn)行一年多，并達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。無線通