无线通讯在自行小车中的应用

十堰华昌达机电有限公司 陈建福

菲尼克斯武汉办事处 王煜

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。

(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。

(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。

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。