圖1 和主控PLC連接的RadioLinx模塊

　　在焊裝生產(chǎn)線中扶眼，采用傳統(tǒng)多臺自行小車環(huán)形運轉(zhuǎn)方式存在數(shù)據(jù)交換信息量受限猿饿、可靠性低以及電氣安裝復(fù)雜等弊端。為此庸飘，通用五菱公司將無線以太網(wǎng)應(yīng)用于自行小車信息交換中亲堂，從而提高了數(shù)據(jù)交換量和系統(tǒng)的可靠性，彌補了傳統(tǒng)滑觸線信息交換方式的缺陷。

　　我公司的車身焊裝生產(chǎn)線要求每小時生產(chǎn)40臺白車身(40JPH) 假棉，由于生產(chǎn)節(jié)拍高踢漏，因此從下車體線到總拼線的輸送系統(tǒng)采用多臺自行小車環(huán)形運轉(zhuǎn)的方式。這種傳統(tǒng)的滑觸線控制方式使自行小車與主控PLC之間信息交換無法通過電纜直接連接來實現(xiàn)久橙，存在數(shù)據(jù)交換信息量受限俄占、可靠性低和電氣安裝復(fù)雜等弊端。

　　為了避免這種弊端淆衷，我們將無線以太網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用于空中自行小車信息交換方式中缸榄，該技術(shù)首次在本公司西部車身車間五菱鴻途車身焊裝線環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)上應(yīng)用，經(jīng)過兩年的生產(chǎn)驗證祝拯，該系統(tǒng)可靠性高甚带、故障率低且維修簡單。

　　本文以五菱鴻途車身焊裝生產(chǎn)線環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)為例佳头，詳細(xì)討論傳統(tǒng)滑觸線和無線以太網(wǎng)通信兩種不同的信息交換方式鹰贵。

　　傳統(tǒng)滑觸線信息交換方式

　　傳統(tǒng)交換方式是對滑觸線進行分段。在滑觸線的分段內(nèi)康嘉，通過集電器上的電刷采集/傳輸信號經(jīng)中間繼電器和主控PLC連接碉输，實現(xiàn)空中自行小車和主控PLC之間的信息交換。這種傳統(tǒng)信息交換方式存在以下幾個弊端：

　　1. 信息交換量受限

　　在實際應(yīng)用中凄鼻，一般使用10極（8極）滑觸線進行自行小車和主控PLC之間信息的交換腊瑟。10級（8極）滑觸線中，電源占用4級唠陈，信息交換占用6級（4極）僚尚。按照每個工位工藝動作的要求對滑觸線進行分段，工位的工藝要求越多锭泼，數(shù)據(jù)交換的信息就越多原堂，滑觸線分段也越多。

　　從自行小車采集信號原理圖可以看出焦凶，10級的滑觸線分段之后斗退，最多只能滿足19個信號和主控PLC信息交換，且僅可滿足自行小車基本工藝動作的控制叁垫，大量的報警信息無法傳送到主控PLC菠昼，無法更好地顯示各自行小車的狀態(tài)。若需新增工藝動作符貌，控制工藝動作的信號無法增加脯砚，從而使環(huán)線自行小車和主控PLC的信息交換量受到限制。

　　2. 系統(tǒng)可靠性低

　〖嘏拧（1）環(huán)形空中自行小車通過集電器上的碳刷在滑觸線上采集/傳輸控制信號魁胁。自行小車抓取工件升降的過程中會產(chǎn)生抖動，碳刷隨之也會發(fā)生抖動，造成信號丟失情竹，使系統(tǒng)的可靠性降低藐不。

　　（2）環(huán)線空中自行小車長期運行后秦效，碳刷和滑觸線磨損雏蛮，導(dǎo)致碳刷破裂、接觸不良棉安，也會使控制信號丟失底扳。此外，碳刷長期和滑觸線摩擦贡耽，大量碳粉會滯留在滑觸線分段處或滑觸線上，造成信號的誤傳輸鹊汛，使系統(tǒng)的可靠性降低蒲赂。

圖2 和小車PLC連接的RadioLinx模塊

　　（3）由于空中自行小車工藝動作較多刁憋，控制每個工藝動作的信號都需要電纜接入主控PLC滥嘴，通過碳刷和中間繼電器進行轉(zhuǎn)接，必然造成整個控制系統(tǒng)故障點增多嫁潦，使系統(tǒng)的可靠性降低捍陌。

　　3. 電氣安裝復(fù)雜

　　空中自行小車的鋁型軌道大多在空中(離地5m左右)，滑觸線布置在鋁型軌道上近殖，滑觸線上的信號通過電纜接入PLC進行數(shù)據(jù)交換颁究。由于主控PLC大多放在地面，空中自行小車工藝動作較多菱砚，控制每個工藝動作的信號也較多丢袁，則需要的電纜較多，敷設(shè)電纜和橋架等安裝工作比較復(fù)雜理促。

　　無線以太網(wǎng)信息交換

　　為了克服傳統(tǒng)滑觸線數(shù)據(jù)信息交換量受限棠镇、系統(tǒng)可靠性低及電氣安裝復(fù)雜等缺點，通過大量的調(diào)研和分析控栓，我們把無線以太網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用在空中自行小車信息交換中亭郑，替代傳統(tǒng)的滑觸線信息交換方式，通過無線以太網(wǎng)模塊的發(fā)射/接收信號辽乎，與主控PLC進行信息交換媳谁。僅需要4級滑觸線即可滿足自行小車電源的使用，用于信息交換的6級（4極）滑觸線可以取消捷绑，大大減少了滑觸線的使用數(shù)量韩脑。

　　1. 信息交換無限量

　　通過無線以太網(wǎng)通信模塊的發(fā)射/接收數(shù)據(jù)包進行信息交換，系統(tǒng)可以任意地增加所需要的控制信號，信息交換量不再受到限制段多，大量的故障報警信息可以傳送給主控PLC首量，從而實現(xiàn)了主控PLC對空中自行小車的實時監(jiān)控，使系統(tǒng)可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)滑觸線方式環(huán)線小車更多的功能进苍。

　　2. 系統(tǒng)的可靠性高

　　無線以太網(wǎng)信息交換方式取消了6級用于信號控制的滑觸線加缘，僅留4級為空中自行小車提供電源【醢。滑觸線和碳刷的減少拣宏，避免了自行小車抓取工件上、下抖動和碳刷接觸不良造成的信號丟失杠人，以及碳刷長期與滑觸線摩擦勋乾，碳粉滯留在滑觸線分段處或者滑觸線上造成的信號誤傳輸∥松疲空中自行小車和主控PLC的信息交換通過無線以太網(wǎng)通信模塊進行交換帕侦，無需通過滑觸線和繼電器經(jīng)由電纜和主控PLC交換，使系統(tǒng)的故障點大大較少皆坚，從而提高了系統(tǒng)的可靠性磷砌。

　　3. 電氣安裝簡單

　　取消了用于信號交換的6極滑觸線，減少了大量的控制電纜的安裝笑敷×Ｉ荆空中只需要1根網(wǎng)線連接無線以太網(wǎng)模塊和主控PLC，數(shù)據(jù)信息通過安裝在自行小車上的無線以太網(wǎng)發(fā)射/接收模塊和安裝在環(huán)線自行小車的鋁型軌道的無線以太網(wǎng)接收/發(fā)射模塊進行交換嫁商，同時也減少了自行小車隨車電控柜和主控柜大量的中間繼電器和I/O模塊的使用屁诬，使安裝、接線和維修簡單化纸谤。

　　4. 維護方便

　　采用無線以太網(wǎng)通信技術(shù)作為信息交換方式的環(huán)線空中自行小車控制系統(tǒng)潭鞭，控制信號的電纜幾乎比傳統(tǒng)滑觸線信息交換方式減少了90%，故障點大大減少讲稀，使系統(tǒng)的硬件連接更加簡單汤笋。系統(tǒng)信息交換出現(xiàn)故障，只需要重新配置安裝在自行小車和環(huán)線鋁型軌道的無線通信以太網(wǎng)模塊的IP地址即可葱峡，大大節(jié)約了故障查找的時間砚哗，使系統(tǒng)維護更加方便。

　　無線以太網(wǎng)信息交換方式的應(yīng)用

　　基于無線以太網(wǎng)信息交換方式的優(yōu)勢砰奕，我們首次在五菱鴻途車身焊裝生產(chǎn)線中的環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)上進行大膽嘗試蛛芥。下面以五菱鴻途環(huán)線空中自行小車控制系統(tǒng)為例，介紹無線以太網(wǎng)信息交換方式在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用军援。

　　1. 無線以太網(wǎng)通信模塊RadioLinx

　　ProSoft公司的無線通信模塊RadioLinx仅淑，提供以太網(wǎng)和串口（RS232称勋、RS422和RS485）應(yīng)用解決方案，包括無線以太網(wǎng)通信模塊涯竟、無線串口通信模塊和無線以太網(wǎng)/串口通信組合模塊赡鲜。

　　在五菱鴻途車身焊裝線環(huán)線空中自行小車控制系統(tǒng)采用無線以太網(wǎng)通信模塊（RadioLinx Ethernet Switch) RLX-FHE，它具有以下特點：

　÷（1）無線交換機獨立于協(xié)議银酬。

　　（2）單體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器筐钟、中繼器和遠程端揩瞪。

　　（3）對等通信及診斷咳讲。

　∧交场（4）擁有自己的IP地址。

　【难铡（5）在25km范圍內(nèi)欺划，傳輸速率為250kbit/s。

　【瞥ⅰ（6）硬件可加密，安全性高皿腾。

　∑仁帧（7）傳輸數(shù)據(jù)的頻率為2.4GHz。

　　2．無線通信模塊方案

　　采用Prosoft公司的無線通信模塊RadioLinx取代傳統(tǒng)滑觸線信息交換方式索廊，使空中自行小車PLC和主控PLC通過無線以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)信息交換舒搬。

　　在整個方案中，共使用5個無線以太網(wǎng)通信模塊RLX-FHE（A政辕、B疤信、C、D和E）淹遵，其中1個模塊A和主控PLC通過網(wǎng)線相連（如圖1所示）口猜，其余4個模塊B、C透揣、D和E分別安裝在4臺自行小車上济炎，和自行小車的PLC相連（如圖2所示）。模塊A辐真、B须尚、C、D和E之間構(gòu)成一個小型的局域網(wǎng)侍咱，通過無線以太網(wǎng)實現(xiàn)之間的數(shù)據(jù)交換耐床。

　　模塊A通過無線以太網(wǎng)采集模塊B密幔、C、D和E的相關(guān)信息撩轰，和它相連的主控PLC對所采集的數(shù)據(jù)進行處理胯甩；然后把經(jīng)過主控PLC處理的信息通過無線以太網(wǎng)發(fā)射給模塊B、C钧敞、D和E蜡豹，每臺自行小車的PLC對數(shù)據(jù)進行處理，傳送給相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)（如電機）笨迂；同時摄李，每臺自行小車的PLC也會對執(zhí)行機構(gòu)上相關(guān)傳感器的信號進行處理，以數(shù)據(jù)包的形式通過安裝在小車上的RLX-FHE模塊B（C捍彼、D或E）通過無線以太網(wǎng)發(fā)送給模塊A墅萌，模塊A把接收到模塊B、C蒜猎、D和E的相關(guān)信息傳送給主控PLC肄酬，使每臺自行小車執(zhí)行相關(guān)的工藝動作。

　　通過5個無線通信模塊RLX-FHE川麦，把自行小車的PLC和主控PLC通過無線以太網(wǎng)的形式連接在一起显憾，使主控PLC能夠準(zhǔn)確判斷每臺自行小車的狀態(tài)，并給每臺小車傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)善歌，使自行小車執(zhí)行下一步工藝操作件塌。

　　3. 經(jīng)濟效益

　　對于控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要吸哩。而評判一個系統(tǒng)的穩(wěn)定性漱凝，最重要的指標(biāo)就是系統(tǒng)的故障率。故障率越低诸迟，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越高茸炒。對于由控制系統(tǒng)構(gòu)成的生產(chǎn)線來說，系統(tǒng)穩(wěn)定性越高阵苇，生產(chǎn)線的停線率越低壁公，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益越高。

　　采用滑觸線信息交換方式的控制系統(tǒng)慎玖，故障主要集中在碳刷贮尖、滑觸線和繼電器等方面。兩種通信方式的故障率進行比較后趁怔，我們發(fā)現(xiàn)采用無線以太網(wǎng)通信信息交換方式的控制系統(tǒng)明顯優(yōu)于滑觸線信息交換方式湿硝，碳刷、滑觸線的故障率大大降低润努，繼電器故障率為零关斜。

　　以五菱鴻途生產(chǎn)線為例示括，如果每天每班停線減少1min，1個月的停線時間就會減少90min痢畜。生產(chǎn)線每個月就能多生產(chǎn)出30臺五菱鴻途叛始。每臺五菱鴻途平均價值為5萬元，那么公司無形中1個月就多增加150萬的產(chǎn)值轴及，1年就會多增加1800萬的產(chǎn)值绣坛。

　　結(jié)語

　　環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)采用無線以太網(wǎng)信息交換方式代替滑觸線信息交換方式，在很大程度上提高了控制系統(tǒng)的靈活性塑渤，數(shù)據(jù)交換無限量巢的，使控制信號增加不再受限；同時饱舆，滑觸線嘴符、碳刷的減少，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性提高稻蒂，故障點大大減少蒿荤，生產(chǎn)線的停線率大大降低；電氣安裝相對簡單秒牙，控制電纜禾绊、信號電纜大量減少，使整個系統(tǒng)維護相對簡單攻臀，值得推廣评疗。

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