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RadioLinx在环线自行小车输送控制系统中的应用

RadioLinx在环线自行小车输送控制系统中的应用 2011年12月12日 来源： 本文介绍了无线通讯模块RadioLinx在N200环线自行小车输送（EMS）控制系统的应用。SGMW首次将无线以太网通信技术引入EMS控制系统中，使焊装车间的环线自行小车数据交换技术得到了更新。在SGMW N200车身生产线中，由于设计的生产节拍为35台/h，从下车体线到总拼线之间需要有个缓冲，因此采用多台自行小车环形运转的方式。自行小车的运行轨迹为环形，它们与主控PLC之间的数据交换，无法用电缆直接连接实现，传统的控制方式为采用滑触线的方式，对滑触线进行分段，通过空中自行小车集电器上的电刷采集/传输信号，实现空中自行小车和主控PLC之间的数据交换，但存在着数据交换信息量受限、可靠性低和电气安装复杂等缺点。为了避免这种数据交换方式的弊端，我们通过大量的调研和分析，将无线以太网通信技术应用于N200环线自行小车数据交换方式中，从很大程度上弥补了滑触线方式的缺陷。该项技术首次应用于汽车焊装车间，系统具有可靠性高、故障率低和维修简单等优点。N200环线自行小车控制原理我们采用ProSoft公司的无线通讯模块RadioLinx，取代传统滑触线信息交换方式，使空中自行小车PLC（MicroLogix）和主控PLC（ControlLogix）通过无线以太网进行数据信息交换。在整个方案中，共使用5个无线以太网通讯模块RLX-FHE（A、B、C、D和E），其中1个模块A（见图1）和主控PLC通过网线相连，其余4个模块B、C、D和E分别安装在4台自行小车上，和自行小车的PLC相连（见图2）。模块A、B、C、D和E之间构成一个小型的局域网，通过无线以太网实现相互之间的数据交换。

图1 和主控PLC连接的RadioLinx模块

图2 和小车PLC连接的RadioLinx模块

模块A通过无线以太网采集模块B、C、D和E的相关信息，和它相连的主控PLC对所采集的数据进行处理，然后把经过主控PLC处理的信息，通过无线以太网发射给模块B、C、D和E；每台自行小车的PLC对数据进行处理，传送给相应的执行机构（如电机）；同时，每台自行小车的PLC也会对执行机构上相关传感器的信号进行处理，以数据包的形式通过安装在小车上的RLX-FHE模块B（C、D和E）通过无线以太网发送给模块A；模块A把接收到模块B、C、D和E的相关信息，传送给主控PLC，使每台自行小车执行相关的工艺动作。通过5个无线通讯模块RLX-FHE，把自行小车的PLC和主控PLC通过无线以太网的形式连接在一起，使主控PLC能够准确判断每台自行小车的状态，并给每台小车传输相应的数据，使小车执行下一步的工艺动作。无线以太网通讯模块与软件1.无线以太网通讯模块RadioLinxProSoft公司的无线通讯模块RadioLinx是出色的工业无线Modem，提供以太网和串口（RS232、RS422和RS485）应用解决方案，包括无线以太网通讯模块（RadioLinx Ethernet Switch RLX-FHE）、无线串口通讯模块（RadioLinx Serial modem RLX-FHS）和无线以太网/串口通讯组合模块（RadioLinx Ethernet Switch/Serial protocol encapsulated RLX-FHES）（见图3）。

图3 RadioLinx模块型号

在N200环线自行小车控制系统中采用的无线以太网通讯模块（RadioLinx Ethernet Switch）RLX-FHE，具有以下特点：无线交换机-独立于协议；单体数据转发器、中继器和远程端；对等通信及诊断；拥有自己的IP地址；25km range at 250kbit/s；硬件加密；传输数据的频率为2.4GHz。2.RadioLinx ControlScape FH软件使用软件RadioLinx ControlScape FH配置无线以太网通讯模块RadioLinx，通过如下几个步骤，使主电台和4个从电台，建立一个小型的局域网，通过无线以太网进行数据交换，从而实现主控PLC和自行小车PLC之间的信息交换。N200环线自行小车RADIOLINX无线网络配置步骤如下：（1）找到运行程序RadioLinx ControlScape FH，双击进入。（2）在菜单栏选择Configure->New Network，建立新网络。（3）进入新建网络属性配置窗口，填选相关网络属性。（4）配置完网络属性点击OK。（5）选择菜单Radio->Add Radio。（6）依次操作增加电台。（7）连接主电台与从电台。（8）一旦与任一电台硬件连接成功后，会先后弹出IP地址配置窗口，要求根据电台序列号配制IP地址。如果无法出现自动弹出IP地址配置窗口，请断电后等待。（9）双击电台配置。点击Select Radio，出现Select Table，选择与电台序列相应的电台；如果没有相应的电台序列号和IP地址，可以通过添加来实现。（10）依次操作，配置电台IP。（11）软件配置完成后，连接不能通过无线网络配置电台，只能通过小车上的红色网络线连接，即断开适配器一端，配置IP后，点击Configure Rradio按钮配置电台，完成后电台颜色与未配置颜色不一样，如图4所示。

图4 未配置与配置好的区别

（12）依次连接各个要配置的电台（每个电台分别与电脑连接），配置好所组态的完整的电台网络。ENI Utility在N200环线自行小车控制系统中，自行小车的主控PLC采用罗克韦尔自动化公司的小型PLC MircoLogix，成本低且体积小。但它没有EntherNet接口，只有串口接口，须通过罗克韦尔自动化公司的ENI模块和RadioLinx进行通信，如图5所示。

图5 MircoLogix和ENI模块

通过ENI Utility软件修改/设置ENI模块的地址，按照以下几个步骤进行：（1）打开ENI Utility软件，点击ENI ENIW Utility。（2）点击Utility Settings，设置COM Port为COM1，Baud为19200，如图6所示。

图6 Utility Settings界面

（3）点击ENI IP Addr窗口，然后点击ENI RAM，读取ENI模块数据；设置ENI IP，如10.50.50.13，设置Subnet Mask，如255.255.255.0，如图7所示。

图7 设置IP地址和子网掩码

（4）点击ENI，自动下载。（5）通过对ENI模块设置， 在RSLinx可以显示设置MircoLogix的IP地址，如图8所示。

图8 MircoLogix的IP地址

设计难点及要点1.环境恶劣焊接车间的环境相对比较恶劣，焊机工作时磁场较强，无线通信的频率是否会受到干扰一直为人们所关注。我们就此问题作了专门分析、咨询，得知无线以太网的通信频率非常高，而焊机的电磁干扰虽然较强，但属于低频率段干扰，不会存在信号干扰的问题。我们在安装前做了专门测试，未发现受到干扰，在实际应用过程中，也没有出现信号干扰。2.自行小车运行缓慢原因是4台自行小车无线以太网通讯模块IP地址有冲突。重新配置4台自行小车的IP地址后，此现象消除。3.环线自行小车在下料和上料工位增加到位检测开关在下料和上料段增加到位光电检测开关，直接接入PLC，PLC直接控制，不通过无线以太网传输，如图9所示。如果每台小车在运行过程中，下料段前一个预停位，检测不到下料段有自行小车，就会发生撞车。在下料位撞车或者在上料位前一个预停位撞车，将会非常危险。

图9 环线小车到位检测开关

4.连锁条件在下料段和总拼1#增加连锁条件，当总拼输送线上升到位，自行小车允许从下料前一个预停位行走到下料位。当输送回退到位且总拼1#工件，自行小车允许下降。当总拼1号未放到位，自行小车吊具不能打开，小车不允许上升。因为车身主线节拍为40JPH，节拍比较高，如果等总拼输送线回退原位且无工件，总拼1#工位会出现等位，浪费节拍；如果总拼1号工件未放到位，自行小车有可能继续带车下降，出现2个车落在一起的压车现象。结语在N200环线自行小车控制系统中应用无线通讯模块RadioLinx，是首次将无线以太网技术引入SGMW的EMS系统中。无线以太网的应用克服了焊装车间恶劣的工作环境，在很大程度上提高了控制系统的灵活性，数据交换无限量，使控制信号增加不再受限。同时，无线通讯模块RadioLinx使生产系统稳定性提高，故障点减少，生产线的停线率降低；电气安装相对简单，控制电缆、信号电缆大量减少，使得整个系统维护相对简单，进而产生良好的经济效益。(end)

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