無線以太網技術在輸送系統(tǒng)中的應用

在焊裝生產線中，采用傳統(tǒng)多臺自行小車環(huán)形運轉方式存在數(shù)據(jù)交換信息量受限、可靠性低以及電氣安裝復雜等弊端。為此，通用五菱公司將無線以太網應用于自行小車信息交換中，從而提高了數(shù)據(jù)交換量和系統(tǒng)的可靠性，彌補了傳統(tǒng)滑觸線信息交換方式的缺陷。

我公司的車身焊裝生產線要求每小時生產40臺白車身(40JPH) ，由于生產節(jié)拍高，因此從下車體線到總拼線的輸送系統(tǒng)采用多臺自行小車環(huán)形運轉的方式。這種傳統(tǒng)的滑觸線控制方式使自行小車與主控PLC之間信息交換無法通過電纜直接連接來實現(xiàn)，存在數(shù)據(jù)交換信息量受限、可靠性低和電氣安裝復雜等弊端。

為了避免這種弊端，我們將無線以太網通信技術應用于空中自行小車信息交換方式中，該技術首次在本公司西部車身車間五菱鴻途車身焊裝線環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)上應用，經過兩年的生產驗證，該系統(tǒng)可靠性高、故障率低且維修簡單。

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線環(huán)線空中自行小車輸送控制系統(tǒng)為例，詳細討論傳統(tǒng)滑觸線和無線以太網通信兩種不同的信息交換方式。

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，通過集電器上的電刷采集/傳輸信號經中間繼電器和主控PLC連接，實現(xiàn)空中自行小車和主控PLC之間的信息交換。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。10級（8極）滑觸線中，電源占用4級，信息交換占用6級（4極）。按照每個工位工藝動作的要求對滑觸線進行分段，工位的工藝要求越多，數(shù)據(jù)交換的信息就越多，滑觸線分段也越多。

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，最多只能滿足19個信號和主控PLC信息交換，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，無法更好地顯示各自行小車的狀態(tài)。若需新增工藝動作，控制工藝動作的信號無法增加，從而使環(huán)線自行小車和主控PLC的信息交換量受到限制。

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生抖動，碳刷隨之也會發(fā)生抖動，造成信號丟失，使系統(tǒng)的可靠性降低。

（2）環(huán)線空中自行小車長期運行后，碳刷和滑觸線磨損，導致碳刷破裂、接觸不良，也會使控制信號丟失。此外，碳刷長期和滑觸線摩擦，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，使系統(tǒng)的可靠性降低。

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，通過碳刷和中間繼電器進行轉接，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。

3. 電氣安裝復雜

空中自行小車的鋁型軌道大多在空中(離地5m左右)，滑觸線布置在鋁型軌道上，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，空中自行小車工藝動作較多，控制每個工藝動作的信號也較多，則需要的電纜較多，敷設電纜和橋架等安裝工作比較復雜。