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无线通讯在自行小车中的应用

--无线通讯在自行小车中的应用

供稿:菲尼克斯(中国)投资有限公司 2009/9/2 13:45:00

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  • 关键词: 自行小车 无线通讯 Prifibus
  • 摘要:东风二汽重型车厂装配车间原有的四条自行小车线因工艺需要与板链实现同步,需要将板链的速度的模拟量实时的传给小车,在保留原有PLC的基础上对设备进行改造,要求4条自行小车线全部改造到位。

一、  引言

       东风二汽重型车厂(以下简称重型车厂)装配车间原有的四条自行小车线因工艺需要与板链实现同步,并实现板链的无极调速在自行小车上同步体现出来,需要将板链的速度的模拟量实时的传给小车,在保留原有plc的基础上对设备进行改造,而且改造工期只有短,只是高温假的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,不能有任何闪失。

       目前我们应用成熟的滑触线数据通讯方式有:现场总线西门子的导轨放大器prifibus通讯方式。当由于本项目改造时间很短,改造线路多,还要和原有欧姆龙的plc匹配,所以以上方式在此要求下很难实现。最后我们考虑使用目前先进的无线通讯技术。

在确定采用无线方案后,经过多方考察及性价比比较,最终选定德国的菲尼克斯的无线通讯产品。
 
二、 系统功能

       (一)  设计优点

       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。

       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。采用无线通讯的方式, 2.4g频段的蓝牙通讯协议保证了实时性通讯,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。

       滑触线的控制方式要保证基本的控制保护功能是采用线体分段,通断的方式来传递信号的,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。而无线的方式的采用,可以突破限制滑线限制,增加更多的控制和保护功能,使小车的运行保护更加全面合理,安全可靠。

       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。

       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。频率变化非常的灵活,大大的提高了设备的标准化。

       (二)  硬件配置
       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。

       (三)  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,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。

 图 1 工作原理示意图

图 2 地面主站

图 3 空中小车部分

三、安装调试

       (一) 如何编程id-plug?

       id-plug就是每个i/o的身份识别卡,决定这个i/o是与哪个基站进行通讯的前提,单个i/o模块为了与基站通讯,需要连接数据,而这个连接数据保存在插入到该模块中的id-plug.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:

       第一, 确认所有的连接无误;给基站上电;
       第二, 在”tn”旋转编码开关上设置合适的模块地址;
       第三, 插入id-plug. id-plug灯先变黄,然后变绿;
       第四, 拔出编程好的id-plug;
       第五, 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模块的通讯连接,状态字中的错误位将置位,并且bt灯将显示红色;
       6)        一但无线蓝牙网络通讯建立,就执行一个逻辑检测。如果过程数据长度设置不正确,bt等将闪烁红色,表示有一个i/o错误发生;
       7)        但逻辑检测完成,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讯失败时,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。当通讯中断恢复后,必须使用”set failsafe mode run”指令使能i/o模块的过程数据交换.无线通讯的状态可以通过”get error code”指令查询。 

(二) 基站的设置:
   

(三) 耦合器的设置:

       当基站的设置的设置完成后,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5秒,run闪红灯到不闪,再将x10拨到e ,等待5秒,run闪黄灯到不闪,再将x10拨到f ,等待5秒,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拨到你所需要的波特率(0:125k,1:250k,2:500k,3:自适应),再将x10拨到d ,等待5秒,run闪红灯到不闪,再将x10拨到e ,等待5秒,run闪黄灯到不闪,再将x10拨到f ,等待5秒,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设为你所需要的节点地址即可。重新上电。

(四) 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io地址分配上当小车为3台时,id-plug所对应的io地址是倒过来的,也就是所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。
 
结束语

       目前此项目已安全运行一年多,并达到了预期目标。无线通讯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讯可靠,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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