無線通信技術在自行小車中的應用

東風二汽重型車廠裝配車間原有的4條自行小車線因工藝需要與板鏈實現同步，并在自行小車上實現板鏈的無極調速，需要將板鏈的速度的模擬量實時傳給小車，在保留原有PLC的基礎上對設備進行改造。改造工期很短，只有高溫假的10天左右，要求4條自行小車線全部改造到位，并滿足上班*天的生產需要，不能有任何疏漏。 

目前傳統的滑觸線控制方式相對來說比較復雜，施工時間較長，裝配車間曾經考慮其他的滑觸線數據通信方式，如西門子導軌放大器Profibus通信方式。但由于本項目改造時間很短，改造線路多，還要和原有的歐姆龍PLC匹配，所以以上方式在此要求下很難實現。zui后我們考慮使用先進的無線通信技術。在確定采用無線方案后，經過多方考察，我們從應用穩定成熟及性價比出發，zui終選定了菲尼克斯電氣無線通信產品解決方案。 

系統功能 

1.設計優點 

（1）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。 

（2）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。采用無線通信的方式，2.4G頻段的藍牙通信協議保證了實時性通信，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。 

（3）要保證基本的控制保護功能，滑觸線的控制方式需要采用線體分段、通斷的方式來傳遞信號，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。而無線方式的采用，可以突破限制滑線限制，增加更多控制和保護功能，使小車的運行保護更加全面合理、安全可靠。 

（4）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。 

（5）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，頻率變化非常靈活，大大提高了設備的標準化。 

2.硬件配置 

表1是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。

3.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、運動狀態和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，工作原理如圖1所示。地面主站和空中小車部分如圖2、圖3所示。 

安裝調試 

1.編程ID-PLUG 

ID-PLUG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信的前提，單個I/O模塊為了與基站通信，需要連接數據，而這個連接數據保存在插入到該模塊的ID-PLUG中。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： 

（1）確認所有的連接無誤；給基站上電； 
（2）在“TN"旋轉編碼開關上設置合適的模塊地址； 
（3）插入ID-PLUG. ID-PLUG燈先變黃，然后變綠； 
（4）拔出編程好的ID-PLUG； 
（5）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模塊的通信連接，狀態字中的錯誤位將置位，并且BT燈將顯示紅色； 
（6）一旦無線藍牙網絡通信建立，就執行一個邏輯檢測。如果過程數據長度設置不正確，BT燈將閃爍紅色，表示有一個I/O錯誤發生； 
（7）當邏輯檢測完成，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信失敗時，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；當通信中斷恢復后，必須使用“set failsafe mode run"指令使I/O模塊的過程數據交換。無線通信的狀態可以通過“Get Error Code"指令查詢。 

基站的設置如表2所示。 

2.耦合器的設置 

當基站的設置完成后，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5s；RUN閃紅燈到不閃，再將X10撥到E，等待5s；RUN閃黃燈到不閃，再將X10撥到F，等待5s；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5s；RUN閃紅燈到不閃，再將X10撥到E，等待5s；RUN閃黃燈到不閃，再將X10撥到F，等待5s；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，zui后進行節點的設置，把 X1 和 X10設為所需要的節點地址即可；重新上電。 

3.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I/O地址分配上當小車為3臺時，ID-PLUG所對應的I/O地址是倒過來的，也就是說3號小車所對應的地址為*個，然后是2號小車、1號小車（見表3）。 

結語 

目前此項目已安全運行一年多，并達到了預期目標。無線通信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信可靠，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。