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菲尼克斯(中國)投資有限公司
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  • 無線通訊在自行小車中的應用
  • 發布時間:   修改時間:2009/9/3 10:55:40 瀏覽次數:3117
  •         十堰華昌達機電有限公司       陳建福
            菲尼克斯武漢辦事處           王煜

               
            一、 引言
            東風二汽重型車廠(以下簡稱重型車廠)裝配車間原有的四條自行小車線因工藝需要與板鏈實現同步,并實現板鏈的無極調速在自行小車上同步體現出來,需要將板鏈的速度的模擬量實時的傳給小車,在保留原有PLC的基礎上對設備進行改造,而且改造工期只有短,只是高溫假的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需要,不能有任何閃失。
            目前我們應用成熟的滑觸線數據通訊方式有:現場總線西門子的導軌放大器Prifibus通訊方式。當由于本項目改造時間很短,改造線路多,還要和原有歐姆龍的PLC匹配,所以以上方式在此要求下很難實現。最后我們考慮使用目前先進的無線通訊技術。
            在確定采用無線方案后,經過多方考察及性價比比較,最終選定德國的菲尼克斯的無線通訊產品。
            
            二、 系統功能
            (一) 設計優點
             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。
             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。采用無線通訊的方式, 2.4G頻段的藍牙通訊協議保證了實時性通訊,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。
             滑觸線的控制方式要保證基本的控制保護功能是采用線體分段,通斷的方式來傳遞信號的,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。而無線的方式的采用,可以突破限制滑線限制,增加更多的控制和保護功能,使小車的運行保護更加全面合理,安全可靠。
             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。
             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。頻率變化非常的靈活,大大的提高了設備的標準化。
            
            (二) 硬件配置
            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。

            (三) 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,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。


     圖 1 工作原理示意圖
            
    圖 2 地面主站

    圖 3 空中小車部分

           
            三、 安裝調試
            (一) 如何編程ID-PLUG?
            ID-PLUG就是每個I/O的身份識別卡,決定這個I/O是與哪個基站進行通訊的前提,單個I/O模塊為了與基站通訊,需要連接數據,而這個連接數據保存在插入到該模塊中的ID-PLUG.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:
            第一, 確認所有的連接無誤;給基站上電;
      第二, 在”TN”旋轉編碼開關上設置合適的模塊地址;
      第三, 插入ID-PLUG. ID-PLUG燈先變黃,然后變綠;
      第四, 拔出編程好的ID-PLUG;
             第五, 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模塊的通訊連接,狀態字中的錯誤位將置位,并且BT燈將顯示紅色;
            6) 一但無線藍牙網絡通訊建立,就執行一個邏輯檢測。如果過程數據長度設置不正確,BT等將閃爍紅色,表示有一個I/O錯誤發生;
            7) 但邏輯檢測完成,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訊失敗時,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。當通訊中斷恢復后,必須使用”set failsafe mode run”指令使能I/O模塊的過程數據交換.無線通訊的狀態可以通過”Get Error Code”指令查詢。
            
            (二) 基站的設置:

            (三) 耦合器的設置:
            當基站的設置的設置完成后,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5秒,RUN閃紅燈到不閃,再將X10撥到E ,等待5秒,RUN閃黃燈到不閃,再將X10撥到F ,等待5秒,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撥到你所需要的波特率(0:125K,1:250K,2:500K,3:自適應),再將X10撥到D ,等待5秒,RUN閃紅燈到不閃,再將X10撥到E ,等待5秒,RUN閃黃燈到不閃,再將X10撥到F ,等待5秒,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,最后進行節點的設置,把 X1 和 X10設為你所需要的節點地址即可。重新上電。
            
            (四) 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IO地址分配上當小車為3臺時,ID-PLUG所對應的IO地址是倒過來的,也就是所3號小車所對應的地址為第一個,然后是2號小車、1號小車。

            結束語
      目前此項目已安全運行一年多,并達到了預期目標。無線通訊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訊可靠,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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菲尼克斯(中國)投資有限公司 隸屬于德國菲尼克斯電氣集團。自1993年起扎根南京,經過二十多年快速成長,現已發展成為集團公司在海外最大的生產與研發基地、跨國公司國家級地區總部以及集團公司全球三大競爭力中心之一。下轄南京菲尼克斯電氣有…  更多>>
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