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RadioLinx在环线自行小车输送控制系统中的应用

作者：上汽通用五菱汽车牛毅峰来源：AI汽车制造业

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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。

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图1 和主控PLC连接的RadioLinx模块

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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）。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/24/2010)


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