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。 (图片)
图1 和主控PLC连接的RadioLinx模块 (图片)
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RadioLinx
ProSoft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)。(图片)
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。(图片)
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。(图片)
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。(图片)
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。(图片)
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。(图片)
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。(图片)
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。
6/24/2010
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