無線通訊在自行小車中的應用

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

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。

(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。

(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。

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。