圖1 和主控PLC連接的RadioLinx模塊

        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)為例腹殿，詳細討論傳統(tǒng)滑觸線和無線以太網(wǎng)通信兩種不同的信息交換方式独悴。
        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)锣尉，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連接刻炒，實現(xiàn)空中自行小車和主控PLC之間的信息交換牢星。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，一般使用10極（8極）滑觸線進行自行小車和主控PLC之間信息的交換里捌。10級（8極）滑觸線中勇剃，電源占用4級，信息交換占用6級（4極）赏晃。按照每個工位工藝動作的要求對滑觸線進行分段好佃，工位的工藝要求越多，數(shù)據(jù)交換的信息就越多施司，滑觸線分段也越多毫胎。
        從自行小車采集信號原理圖可以看出，10級的滑觸線分段之后衍周，最多只能滿足19個信號和主控PLC信息交換茄焊，且僅可滿足自行小車基本工藝動作的控制，大量的報警信息無法傳送到主控PLC窍绸，無法更好地顯示各自行小車的狀態(tài)茵冗。若需新增工藝動作，控制工藝動作的信號無法增加叮姑，從而使環(huán)線自行小車和主控PLC的信息交換量受到限制唉地。
        2. 系統(tǒng)可靠性低
        （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。自行小車抓取工件升降的過程中會產(chǎn)生抖動传透，碳刷隨之也會發(fā)生抖動耘沼，造成信號丟失，使系統(tǒng)的可靠性降低朱盐。
        （2）環(huán)線空中自行小車長期運行后群嗤，碳刷和滑觸線磨損，導(dǎo)致碳刷破裂兵琳、接觸不良狂秘，也會使控制信號丟失。此外躯肌，碳刷長期和滑觸線摩擦者春，大量碳粉會滯留在滑觸線分段處或滑觸線上，造成信號的誤傳輸羡榴，使系統(tǒng)的可靠性降低碧查。

        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，控制每個工藝動作的信號都需要電纜接入主控PLC校仑，通過碳刷和中間繼電器進行轉(zhuǎn)接舅尸，必然造成整個控制系統(tǒng)故障點增多，使系統(tǒng)的可靠性降低捻仁。
        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)得鸳，滑觸線布置在鋁型軌道上遍考，滑觸線上的信號通過電纜接入PLC進行數(shù)據(jù)交換。由于主控PLC大多放在地面扳引，空中自行小車工藝動作較多橡宪，控制每個工藝動作的信號也較多，則需要的電纜較多蛙府，敷設(shè)電纜和橋架等安裝工作比較復(fù)雜慷尸。
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、系統(tǒng)可靠性低及電氣安裝復(fù)雜等缺點树聪，通過大量的調(diào)研和分析瘤嗜，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，替代傳統(tǒng)的滑觸線信息交換方式胡电，通過無線以太網(wǎng)模塊的發(fā)射/接收信號着还，與主控PLC進行信息交換。僅需要4級滑觸線即可滿足自行小車電源的使用徽惋，用于信息交換的6級（4極）滑觸線可以取消案淋，大大減少了滑觸線的使用數(shù)量。
        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)包進行信息交換险绘，系統(tǒng)可以任意地增加所需要的控制信號踢京，信息交換量不再受到限制，大量的故障報警信息可以傳送給主控PLC隆圆，從而實現(xiàn)了主控PLC對空中自行小車的實時監(jiān)控漱挚，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。
        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渺氧，僅留4級為空中自行小車提供電源〉乓伲滑觸線和碳刷的減少侣背，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慨默，以及碳刷長期與滑觸線摩擦贩耐，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∽蹲茫空中自行小車和主控PLC的信息交換通過無線以太網(wǎng)通信模塊進行交換春佑，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)的故障點大大較少连载，從而提高了系統(tǒng)的可靠性栽不。
        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异浸≌芡空中只需要1根網(wǎng)線連接無線以太網(wǎng)模塊和主控PLC咙借，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，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模塊的使用堡酗，使安裝脖投、接線和維修簡單化。
        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)斜兽，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%防苗，故障點大大減少，使系統(tǒng)的硬件連接更加簡單帕恩。系統(tǒng)信息交換出現(xiàn)故障谋旦，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，大大節(jié)約了故障查找的時間骗随，使系統(tǒng)維護更加方便蛤织。
        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，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)上進行大膽嘗試鸿染。下面以五菱鴻途環(huán)線空中自行小車控制系統(tǒng)為例指蚜，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。
        1. 無線以太網(wǎng)通信模塊RadioLinx
        ProSoft公司的無線通信模塊RadioLinx涨椒，提供以太網(wǎng)和串口（RS232摊鸡、RS422和RS485）應(yīng)用解決方案，包括無線以太網(wǎng)通信模塊蚕冬、無線串口通信模塊和無線以太網(wǎng)/串口通信組合模塊免猾。
        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)議囤热。
        （2）單體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器猎提、中繼器和遠程端。

   （3）對等通信及診斷旁蔼。
        （4）擁有自己的IP地址锨苏。
        （5）在25km范圍內(nèi)，傳輸速率為250kbit/s容厦。
        （6）硬件可加密旺民，安全性高。
        （7）傳輸數(shù)據(jù)的頻率為2.4GHz牙茅。
        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阵拜，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。
        在整個方案中指锉，共使用5個無線以太網(wǎng)通信模塊RLX-FHE（A稍呛、B、C、D和E）蛾沪，其中1個模塊A和主控PLC通過網(wǎng)線相連（如圖1所示）紫声，其余4個模塊B、C拗炎、D和E分別安裝在4臺自行小車上京甫，和自行小車的PLC相連（如圖2所示）。模塊A李根、B槽奕、C、D和E之間構(gòu)成一個小型的局域網(wǎng)房轿，通過無線以太網(wǎng)實現(xiàn)之間的數(shù)據(jù)交換粤攒。
        模塊A通過無線以太網(wǎng)采集模塊B、C囱持、D和E的相關(guān)信息夯接，和它相連的主控PLC對所采集的數(shù)據(jù)進行處理；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纷妆、C盔几、D和E，每臺自行小車的PLC對數(shù)據(jù)進行處理掩幢，傳送給相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)（如電機）逊拍；同時，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际邻，以數(shù)據(jù)包的形式通過安裝在小車上的RLX-FHE模塊B（C芯丧、D或E）通過無線以太網(wǎng)發(fā)送給模塊A，模塊A把接收到模塊B世曾、C懊霹、D和E的相關(guān)信息傳送給主控PLC，使每臺自行小車執(zhí)行相關(guān)的工藝動作踏旷。
        通過5個無線通信模塊RLX-FHE弹爱，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，使主控PLC能夠準確判斷每臺自行小車的狀態(tài)骚美，并給每臺小車傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)，使自行小車執(zhí)行下一步工藝操作座叙。
        3. 經(jīng)濟效益
        對于控制系統(tǒng)來說刮诅，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。而評判一個系統(tǒng)的穩(wěn)定性契叔，最重要的指標就是系統(tǒng)的故障率舟窥。故障率越低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越高。對于由控制系統(tǒng)構(gòu)成的生產(chǎn)線來說削仲，系統(tǒng)穩(wěn)定性越高娘瞻，生產(chǎn)線的停線率越低，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益越高不恭。
        采用滑觸線信息交換方式的控制系統(tǒng)叶雹，故障主要集中在碳刷、滑觸線和繼電器等方面换吧。兩種通信方式的故障率進行比較后折晦，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，碳刷沾瓦、滑觸線的故障率大大降低满着，繼電器故障率為零。
        以五菱鴻途生產(chǎn)線為例贯莺，如果每天每班停線減少1min风喇，1個月的停線時間就會減少90min。生產(chǎn)線每個月就能多生產(chǎn)出30臺五菱鴻途缕探。每臺五菱鴻途平均價值為5萬元魂莫，那么公司無形中1個月就多增加150萬的產(chǎn)值，1年就會多增加1800萬的產(chǎn)值撕蔼。
        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豁鲤，在很大程度上提高了控制系統(tǒng)的靈活性，數(shù)據(jù)交換無限量钝摧，使控制信號增加不再受限跟斜；同時，滑觸線裹融、碳刷的減少绪论，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，故障點大大減少幽卜，生產(chǎn)線的停線率大大降低卷俱；電氣安裝相對簡單，控制電纜并淳、信號電纜大量減少百郊，使整個系統(tǒng)維護相對簡單，值得推廣啰林。

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