無(wú)線通信技術(shù)在自行小車(chē)中的應(yīng)用

1、無(wú)線通信技術(shù)在自行小車(chē)中的應(yīng)用作者：十堰華昌達(dá)機(jī)電有限公司陳建福來(lái)源： AI 汽車(chē)制造業(yè)東風(fēng)二汽重型車(chē)廠裝配車(chē)間原有的4 條自行小車(chē)線因工藝需要與板鏈實(shí)現(xiàn)同步，并在自行小車(chē)上實(shí)現(xiàn)板鏈的無(wú)極調(diào)速，需要將板鏈的速度的模擬量實(shí)時(shí)傳給小車(chē)，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(chē)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(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，施工時(shí)間較長(zhǎng)，裝配車(chē)間曾經(jīng)考慮其他的滑觸線數(shù)據(jù)通信方式，如西門(mén)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，改造線路多，還要和原有的歐姆龍 P

2、LC 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(wú)線通信技術(shù)。在確定采用無(wú)線方案后，經(jīng)過(guò)多方考察，我們從應(yīng)用穩(wěn)定成熟及性?xún)r(jià)比出發(fā)，最終選定了菲尼克斯電氣無(wú)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(wú)線方式傳輸，只需要為小車(chē)提供電源，沒(méi)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(lái)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(chē)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(chē)故障率高。采用無(wú)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，通過(guò)跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，使系統(tǒng)抗干擾

3、、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(lái)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(wú)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(chē)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(chē)上沒(méi)有了復(fù)雜的接線回路，避免了小車(chē)故障，所有的小車(chē)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(chē)位置改造或者小車(chē)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(chē)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)，頻率變化非常靈活，大大提高了設(shè)備的

4、標(biāo)準(zhǔn)化。2.硬件配置表 1 是以其中一條自行小車(chē)線配置的主要硬件清單。主控單元由 PLC 控制器和無(wú)線基站 FLM BT BS 3 組成。無(wú)線基站作為 I/O 和 PLC 控制器的接口設(shè)備，可通過(guò) DeviceNet 現(xiàn)場(chǎng)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(chē)上所有開(kāi)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(guò)無(wú)線I/O 模塊進(jìn)行采集和交換，這些信息通過(guò)基站到達(dá)PLC 單元，PLC 通過(guò)程序執(zhí)行來(lái)完成所有的邏輯運(yùn)算，把執(zhí)行結(jié)果再通過(guò)基站傳送給小車(chē)上的無(wú)線I/O 模塊予以輸出，以此來(lái)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

5、站和空中小車(chē)部分如圖2、圖 3 所示。安裝調(diào)試1.編程 ID-PLUGID-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(xiě)到 I/O 模塊中，具體步驟如下：（ 1）確認(rèn)所有的連接無(wú)誤；給基站上電；（ 2）在 “TN”旋轉(zhuǎn)編碼開(kāi)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

6、模塊中。設(shè)置步驟：（ 1）確認(rèn)編程過(guò)的 ID-PLUG 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(guò)程數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)能夠從旋轉(zhuǎn)編碼開(kāi)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(méi)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(wú)線藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)通信建立，就執(zhí)行一個(gè)邏輯檢測(cè)。如果過(guò)程數(shù)據(jù)長(zhǎng)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(cè)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(wú)線連接被中

7、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(guò)程數(shù)據(jù)傳輸中斷， 所有過(guò)程數(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(guò)程數(shù)據(jù)交換。無(wú)線通信的狀態(tài)可以通過(guò) “Get Error Code”指令查詢(xún)。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(wú)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(kāi)關(guān) X1和 X10 ，將 X1 撥到 B，再將 X10 撥到 D，等待 5s；RUN 閃紅燈到

8、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。（ 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(chē)為 3 臺(tái)時(shí)，ID-PLUG 所對(duì)應(yīng)的 I/O 地址是倒過(guò)來(lái)的，也就是說(shuō) 3 號(hào)小車(chē)所對(duì)應(yīng)的地址為第一個(gè)， 然后是 2 號(hào)小車(chē)、 1 號(hào)小車(chē)（見(jiàn)表 3）。結(jié)語(yǔ)目前此項(xiàng)目已安全運(yùn)行一年多，并達(dá)到了預(yù)期