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无线通信技术在自行小车中的应用
点击次数:707 发布时间:2015-04-10
 

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*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。zui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,zui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,zui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*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,并达到了预期目标。无线通信控制自行小车从安装调试开始到现在一直表现的相当稳定。通过此项目证明了菲尼克斯无线网络通信可靠,应用在环行自行小车自动控制系统中能够充分的发挥它的优势,性价比很高,在国内无线网络用在总装自行小车输送系统中,特别是自行小车改造项目中是一个全新的应用。

 
 
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