无线通信技术在自行小车中的应用

无线通信技术在自行小车中的应用无线通信技术在自行小车中的应用 作者 十堰华昌达机电有限公司 陈建福 来源 AI 汽车制造业 东风二汽重型车厂装配车间原有的 4 条自行小车线因工艺需要与板 链实现同步 并在自行小车上实现板链的无极调速 需要将板链的 速度的模拟量实时传给小车 在保留原有 PLC 的基础上对设备进 行改造 改造工期很短 只有高温假的 10 天左右 要求 4 条自行 小车线全部改造到位 并满足上班第一天的生产需要 不能有任何 疏漏 目前传统的滑触线控制方式相对来说比较复杂 施工时间较长 装 配车间曾经考虑其他的滑触线数据通信方式 如西门子导轨放大器 Profibus 通信方式 但由于本项目改造时间很短 改造线路多 还 要和原有的欧姆龙 PLC 匹配 所以以上方式在此要求下很难实现 最后我们考虑使用先进的无线通信技术 在确定采用无线方案后 经过多方考察 我们从应用稳定成熟及性价比出发 最终选定了菲 尼克斯电气无线通信产品解决方案 系统功能 1 设计优点 1 控制信号全部用无线方式传输 只需要为小车提供电源 没 有了复杂的布线 减少了滑触线和碳刷的数量 减少了滑动带来的 机械磨损和碳刷消耗 使备件和人员维护成本大大降低 2 传统滑触线控制方式受滑触线级数的限制 小车的控制信号 采用编码方式 一旦接触不良 容易出现误码和掉码 小车故障率 高 采用无线通信的方式 2 4G 频段的蓝牙通信协议保证了实时 性通信 通过跳频扩频技术 使系统抗干扰 稳定可靠 大大降低 故障率 3 要保证基本的控制保护功能 滑触线的控制方式需要采用线 体分段 通断的方式来传递信号 信号受滑触线级数的限制 只能 保证基本的控制和保护功能 而无线方式的采用 可以突破限制滑 线限制 增加更多控制和保护功能 使小车的运行保护更加全面合 理 安全可靠 4 操作性强 扩展性好 小车上没有了复杂的接线回路 避免 了小车故障 所有的小车诊断操作和参数设定都可以在地面主控进 行 减少攀爬作业 即使停车位置改造或者小车数量变化 工艺变 化等都不用做滑触线等硬件更改 只需要做相应的主控调试 5 小车可以根据外围联锁设备的速度变化实现速度的自动调节 频率变化非常灵活 大大提高了设备的标准化 2 硬件配置 表 1 是以其中一条自行小车线配置的主要硬件清单 主控单元由 PLC 控制器和无线基站 FLM BT BS 3 组成 无线基站作为 I O 和 PLC 控制器的接口设备 可通过 DeviceNet 现场总线方式与欧姆龙 PLC CJ1 连接 3 工作原理 主控 PLC 完成所有的逻辑控制 小车上所有开关状态 位置信息 运动状态和速度信息等信号都通过无线 I O 模块进行采集和交换 这些信息通过基站到达 PLC 单元 PLC 通过程序执行来完成所有 的逻辑运算 把执行结果再通过基站传送给小车上的无线 I O 模块 予以输出 以此来完成各种工艺要求的动作和运动 工作原理如图 1 所示 地面主站和空中小车部分如图 2 图 3 所示 安装调试 1 编程 ID PLUG ID PLUG 是每个 I O 的身份识别卡 决定这个 I O 是与哪个基站进 行通信的前提 单个 I O 模块为了与基站通信 需要连接数据 而 这个连接数据保存在插入到该模块的 ID PLUG 中 在启动 I O 模 块之前 先把连接数据从基站中写到 I O 模块中 具体步骤如下 1 确认所有的连接无误 给基站上电 2 在 TN 旋转编码开关上设置合适的模块地址 3 插入 ID PLUG ID PLUG 灯先变黄 然后变绿 4 拔出编程好的 ID PLUG 5 把 ID PLUG 插入到 I O 模块中 设置步骤 1 确认编程过的 ID PLUG 已插入到 I O 模块中 2 确认基站被正确的组态 3 给基站上电 所有连接上的 I O 设备的过程数据长度和数能 够从旋转编码开关上读到 4 组态本地总线 然后启动本地总线 5 如果基站没有建立起到 I O 模块的通信连接 状态字中的错 误位将置位 并且 BT 灯将显示红色 6 一旦无线蓝牙网络通信建立 就执行一个逻辑检测 如果过 程数据长度设置不正确 BT 灯将闪烁红色 表示有一个 I O 错误发 生 7 当逻辑检测完成 BT 灯将显示绿色 表示 I O 模块可以数据 交换 故障安全 当与 I O 模块的无线连接被中断即通信失败时 I O 模 块将切入到失败安全模式 与 I O 模块的过程数据传输中断 所有 过程数据置零 当通信中断恢复后 必须使用 set failsafe mode run 指令使 I O 模块的过程数据交换 无线通信的状态可以通过 Get Error Code 指令查询 基站的设置如表 2 所示 2 耦合器的设置 当基站的设置完成后 就可以进行耦合器的设置工作 具体步骤如 下 1 确认所有的连接无误 2 上电 3 从站读取自己 BT 网络的 Local Bus 在耦合器有两个开关 X1 和 X10 将 X1 拨到 B 再将 X10 拨到 D 等待 5s RUN 闪红 灯到不闪 再将 X10 拨到 E 等待 5s RUN 闪黄灯到不闪 再将 X10 拨到 F 等待 5s RUN 闪绿灯到不闪 读从站的 Local Bus 即完成 重新上电 4 设置从站波特率 默认的是自适应的波特率 这一步通常不 用做 将 X1 拨到所需要的波特率 0 125K 1 250K 2 500K 3 自适应 再将 X10 拨到 D 等待 5s RUN 闪红灯到不闪 再将 X10 拨到 E 等待 5s RUN 闪黄灯到不闪 再将 X10 拨到 F 等待 5s RUN 闪绿灯 到不闪 读从站的 Local Bus 即完成 重新上电 5 设定节点地址 当完成以上工作后 最后进行节点的设置 把 X1 和 X10 设为所需要的节点地址即可 重新上电 3 DeviceNet 主站设置 只有正确设置输入输出控制字 DeviceNet 主站才不会报错 注意 I O 地址分配上当小车为 3 台时 ID PLUG 所对应的 I O 地址是倒 过来的 也就是说 3 号小车所对应的地址为第一个 然后是 2 号小 车 1 号小车 见表 3 结语 目前此项目已安全运行一年多 并达到了预期目