移動設備無處不在
每天,我們的生活周邊都離不開這些大型裝備的身影,谷物的種植、除草、施肥、收割、秸稈成卷,在城市里包括大樓的建設挖掘、旋挖鉆、樁基、混凝土、塔吊等,而在道路方面則由大量的挖掘、裝載、混凝土、瀝青攪拌與攤鋪、壓路機,包括市政日常的銑路,登高、清潔,也有緊急狀態(tài)下的消防車等,移動類設備在我們的生活中無處不在。
農(nóng)業(yè)、建筑與工程、市政工程這些領域,都與我們的日常生活、居住、城市生活建設緊密相關。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、更美好便捷的城市生活、高品質(zhì)的居住條件,這一切都來自于大量的工程類設備的應用,這些設備的共同特點是“移動”—不像生產(chǎn)線設備在車間的屋頂之下,這些帶有輪子/履帶的設備,生存在極其惡劣的環(huán)境里。
圖1-廣泛在我們身邊的移動裝備
嚴苛環(huán)境下工作的大家伙
就像挖掘機經(jīng)常要工作在泥潭里,而筑路設備都得反復振動,而油污、冷凝,夏天的高溫、冬天在北方的嚴寒地帶,這些移動的設備依然要良好工作,而且,他們有時候會肩負非常危險的環(huán)境中執(zhí)行搶險救災任務,就像消防車出現(xiàn)在火場—他們需要高速響應能力,因為時間關乎生命,而挖掘機出現(xiàn)在地震災區(qū)一樣。
圖2-移動裝備嚴苛的工作環(huán)境
在傳統(tǒng)上,這些大家伙似乎都是轟鳴中,像巨無霸一樣的展現(xiàn)著“鋼鐵魅力”,人們就想著他們似乎并不像舞者的輕盈,或者反應不是那么迅速,因為他們看上去像個“傻大個”一樣。
其實,了解他們的人,都知道,這些移動裝備有著非常高的智能水平,他們的自動化程度也是非常高的,他們除了外表粗狂,其實內(nèi)心一樣秀麗,因為,與工廠生產(chǎn)講求效率是一樣的,高效的機器與生產(chǎn)效率緊密相關,他們對控制器有著一樣智能的需求。
量體裁衣的控制器
早在2010年,貝加萊就已經(jīng)投入了移動自動化領域,這個家伙就是X90移動自動化,它的外觀棱角分明,硬朗形體又散發(fā)精致容顏,采用鋁合金壓鑄外殼,內(nèi)部的減震細節(jié)設計使得它可以承受5g的振動沖擊,IP69K防護等級,承受在泥濘、粉塵環(huán)境下的工作,并且它還獲得了船級社認證,確保它能夠在鹽霧侵蝕的環(huán)境下工作。
貝加萊X90移動裝備控制器
嚴寒與酷暑不能阻止它的辛勤工作,零下40~85攝氏度的工作溫度下,它也能可靠運行。由于移動設備通常需要采用直流供電,因此它的I/O配置都是滿足這個行業(yè)的9-32VDC電壓范圍需求的,包括連接器都是快速插接應用設計。
圖4-貝加萊移動裝備HMI
完整硬件架構
貝加萊移動自動化包括了X90控制器及為惡劣環(huán)境而開發(fā)的移動面板,同樣高防護等級,寬溫,IP67的分布式I/O,通過CANopen、POWERLINK與控制器進行連接,符合J1939的通信規(guī)約可以與發(fā)動機等車載設備進行通信,傳遞協(xié)同信息。
在整個貝加萊移動自動化的控制系統(tǒng)架構中,包括了控制器、分布式的I/O站、HMI、以及Automation Studio平臺的開發(fā),以及滿足行業(yè)規(guī)約的J1939軟件模塊。
圖5-移動裝備控制系統(tǒng)構成
貝加萊可以為移動類裝備提供完整的控制系統(tǒng)硬件與軟件支撐。
mapp無處不在
在其它的裝備制造業(yè)如印刷、包裝、塑料等,貝加萊開發(fā)了mapp功能,針對移動設備,其實,每個設備都有它自身的工藝Know-How,雖然看上去這些設備大而狀,卻有自己的獨門絕技來確保高效而安全的作業(yè)。
圖6-貝加萊軟件架構
在圖6中,我們在硬件之上是實時運行環(huán)境,mapp應用模塊,以及針對與建模仿真軟件的開放連接能力,以及為機器本身開發(fā)的應用層。
貝加萊mapp是為裝備而開發(fā)的可復用的軟件模塊,在移動裝備里也有很多模塊可用,這樣用戶就可以快速配置一個機器的應用。
圖7-mapp針對移動裝備的模塊
圖7中就是針對移動裝備的mapp模塊功能:
●液壓閉環(huán):對于履帶吊、挖掘機等設備來說,其實,他們就像一個液壓作為執(zhí)行機構的機器人,
液壓回路的閉環(huán)控制,關乎操作的精細。
●轉向與驅動:快速的轉動,與發(fā)動機的協(xié)同,避免過沖,曲線平滑也是控制的要點。
防撞:塔吊的工作區(qū)間需要保障安全,不能與空間其它設備或人發(fā)生碰撞;
●調(diào)平:對于瀝青攤鋪而言,必須確保地面的平整,即使在拐彎、上坡也要保證能夠按照設計的規(guī)
范來保持一致性,否則,路面就會與行駛車輛的安全性相關。
●防搖防晃:對于高空的吊裝、登高等作業(yè)來說,防止搖擺、晃動、傾翻都需要有效的機制來處理。
mapp的各種模塊為應用提供了核心的工藝控制能力,這也是貝加萊經(jīng)驗積累的厚度。
mapp的輔助功能設計
除了針對核心工藝的mapp功能封裝,貝加萊的mapp還有很多機器設計能力:
■mappData針對數(shù)據(jù)統(tǒng)計的能力;
■mappTweet針對報警、事件的推送給維護、數(shù)據(jù)中心的能力;
■mappUser用戶權限管理;
■mappEnergy針對能源效率的管理;
■mappAlarm機器的報警、日志等;
■mapp......
未來集成作業(yè)體系
事實上,未來無論是農(nóng)業(yè)、道路工程、建筑工程,都會牽扯到各個車輛的協(xié)作,道路、農(nóng)場就如同一個工廠一樣,各個設備之間按照順序,工藝進行層次作業(yè),以提升最大的設備使用效率,確保計劃與調(diào)度的最優(yōu)。
通過X90的無線通信,例如對GPS/GSM的支持能力,這些設備之間可以將數(shù)據(jù)匯集到中央調(diào)度中心,根據(jù)每個階段設計規(guī)范,將其狀態(tài)匯集,以便根據(jù)制定的計劃來確保最優(yōu)的設備調(diào)度,包括工藝如混凝土配方、瀝青攪拌與攤鋪的參數(shù)、地理位置等工藝參數(shù)給到每個執(zhí)行的車載設備,以避免不必要的浪費,或者由于延誤帶來的工期損耗,讓一條高速公路像一個機器一樣精準的被生產(chǎn)出來。
圖8為我們描述了已經(jīng)正在發(fā)生的協(xié)同作業(yè)場景,這也是未來我們所期待的,因為,人口紅利正在消失,依賴于機器的協(xié)作可以大幅提升效率,降低作業(yè)中的浪費,提高投資回報,這都是努力的方向。
圖8-未來集成作業(yè)場景
廣泛應用
圖9-已經(jīng)廣泛應用的貝加萊X90系列
X90已經(jīng)被廣泛應用于各種移動車輛、AGV、鐵路、農(nóng)業(yè)機械,歡迎您來到2020年寶馬展,貝加萊展臺,與我們一同分享如何提升裝備智能水平。
在2020年11月24-27日,浦東新國際博覽中心即將舉辦的寶馬展(Bauma)上,貝加萊也將攜帶針對移動自動化的全系列產(chǎn)品、技術、方案與您見面,歡迎來到我們的展臺,期待與您的深度交流。