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        無線通信技術在自行小車中的應用

        更新時間:2015-04-10點擊次數:1636

        東風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現同步,并在自行小車上實現板鏈的無極調速,需要將板鏈的速度的模擬量實時傳給小車,在保留原有PLC的基礎上對設備進行改造。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*天的生產需要,不能有任何疏漏。 

        目前傳統的滑觸線控制方式相對來說比較復雜,施工時間較長,裝配車間曾經考慮其他的滑觸線數據通信方式,如西門子導軌放大器Profibus通信方式。但由于本項目改造時間很短,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現。zui后我們考慮使用先進的無線通信技術。在確定采用無線方案后,經過多方考察,我們從應用穩定成熟及性價比出發,zui終選定了菲尼克斯電氣無線通信產品解決方案。 

        系統功能 

        1.設計優點 

        (1)控制信號全部用無線方式傳輸,只需要為小車提供電源,沒有了復雜的布線,減少了滑觸線和碳刷的數量,減少了滑動帶來的機械磨損和碳刷消耗,使備件和人員維護成本大大降低。 

        (2)傳統滑觸線控制方式受滑觸線級數的限制,小車的控制信號采用編碼方式,一旦接觸不良,容易出現誤碼和掉碼,小車故障率高。采用無線通信的方式,2.4G頻段的藍牙通信協議保證了實時性通信,通過跳頻擴頻技術,使系統抗干擾、穩定可靠,大大降低故障率。 

        (3)要保證基本的控制保護功能,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,信號受滑觸線級數的限制,只能保證基本的控制和保護功能。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功能,使小車的運行保護更加全面合理、安全可靠。 

        (4)操作性強、擴展性好。小車上沒有了復雜的接線回路,避免了小車故障,所有的小車診斷操作和參數設定都可以在地面主控進行,減少攀爬作業。即使停車位置改造或者小車數量變化、工藝變化等都不用做滑觸線等硬件更改,只需要做相應的主控調試。 

        (5)小車可以根據外圍聯鎖設備的速度變化實現速度的自動調節,頻率變化非常靈活,大大提高了設備的標準化。 

        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控制器的接口設備,可通過DeviceNet現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。小車上所有開關狀態、位置信息、運動狀態和速度信息等信號都通過無線I/O模塊進行采集和交換,這些信息通過基站到達PLC單元,PLC通過程序執行來完成所有的邏輯運算,把執行結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作和運動,工作原理如圖1所示。地面主站和空中小車部分如圖2、圖3所示。 

        安裝調試 

        1.編程ID-PLUG 

        ID-PLUG是每個I/O的身份識別卡,決定這個I/O是與哪個基站進行通信的前提,單個I/O模塊為了與基站通信,需要連接數據,而這個連接數據保存在插入到該模塊的ID-PLUG中。在啟動I/O模塊之前,先把連接數據從基站中寫到I/O模塊中,具體步驟如下: 

        (1)確認所有的連接無誤;給基站上電; 
        (2)在“TN"旋轉編碼開關上設置合適的模塊地址; 
        (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。 

        設置步驟: 

        (1)確認編程過的ID-PLUG已插入到I/O模塊中; 
        (2)確認基站被正確的組態; 
        (3)給基站上電,所有連接上的I/O設備的過程數據長度和數能夠從旋轉編碼開關上讀到; 
        (4)組態本地總線,然后啟動本地總線; 
        (5)如果基站沒有建立起到I/O模塊的通信連接,狀態字中的錯誤位將置位,并且BT燈將顯示紅色; 
        (6)一旦無線藍牙網絡通信建立,就執行一個邏輯檢測。如果過程數據長度設置不正確,BT燈將閃爍紅色,表示有一個I/O錯誤發生; 
        (7)當邏輯檢測完成,BT燈將顯示綠色,表示I/O模塊可以數據交換。 

        故障安全:當與I/O模塊的無線連接被中斷即通信失敗時,I/O模塊將切入到失敗安全模式,與I/O模塊的過程數據傳輸中斷,所有過程數據置零;當通信中斷恢復后,必須使用“set failsafe mode run"指令使I/O模塊的過程數據交換。無線通信的狀態可以通過“Get Error Code"指令查詢。 

        基站的設置如表2所示。 

        2.耦合器的設置 

        當基站的設置完成后,就可以進行耦合器的設置工作,具體步驟如下: 

        (1)確認所有的連接無誤。 

        (2)上電。 

        (3)從站讀取自己BT網絡的Local Bus:在耦合器有兩個開關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;重新上電。 

        (4)設置從站波特率(默認的是自適應的波特率,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),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)設定節點地址:當完成以上工作后,zui后進行節點的設置,把 X1 和 X10設為所需要的節點地址即可;重新上電。 

        3.DeviceNet主站設置 

        只有正確設置輸入輸出控制字,DeviceNet主站才不會報錯。注意I/O地址分配上當小車為3臺時,ID-PLUG所對應的I/O地址是倒過來的,也就是說3號小車所對應的地址為*個,然后是2號小車、1號小車(見表3)。 

        結語 

        目前此項目已安全運行一年多,并達到了預期目標。無線通信控制自行小車從安裝調試開始到現在一直表現的相當穩定。通過此項目證明了菲尼克斯無線網絡通信可靠,應用在環行自行小車自動控制系統中能夠充分的發揮它的優勢,性價比很高,在國內無線網絡用在總裝自行小車輸送系統中,特別是自行小車改造項目中是一個全新的應用。

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