无线以太网技术在输送系统中的应用

在焊装生产线中，采用传统多台自行小车环形运转方式存在数据交换信息量受限、可靠性低以及电气安装复杂等弊端。为此，通用五菱公司将无线以太网应用于自行小车信息交换中，从而提高了数据交换量和系统的可靠性，弥补了传统滑触线信息交换方式的缺陷。

我公司的车身焊装生产线要求每小时生产40台白车身(40JPH) ，由于生产节拍高，因此从下车体线到总拼线的输送系统采用多台自行小车环形运转的方式。这种传统的滑触线控制方式使自行小车与主控PLC之间信息交换无法通过电缆直接连接来实现，存在数据交换信息量受限、可靠性低和电气安装复杂等弊端。

为了避免这种弊端，我们将无线以太网通信技术应用于空中自行小车信息交换方式中，该技术首次在本公司西部车身车间五菱鸿途车身焊装线环线空中自行小车输送控制系统上应用，经过两年的生产验证，该系统可靠性高、故障率低且维修简单。

图1 和主控PLC连接的RadioLinx模块

本文以五菱鸿途车身焊装生产线环线空中自行小车输送控制系统为例，详细讨论传统滑触线和无线以太网通信两种不同的信息交换方式。

传统滑触线信息交换方式

传统交换方式是对滑触线进行分段。在滑触线的分段内，通过集电器上的电刷采集/传输信号经中间继电器和主控PLC连接，实现空中自行小车和主控PLC之间的信息交换。这种传统信息交换方式存在以下几个弊端：

1. 信息交换量受限

在实际应用中，一般使用10极（8极）滑触线进行自行小车和主控PLC之间信息的交换。10级（8极）滑触线中，电源占用4级，信息交换占用6级（4极）。按照每个工位工艺动作的要求对滑触线进行分段，工位的工艺要求越多，数据交换的信息就越多，滑触线分段也越多。

从自行小车采集信号原理图可以看出，10级的滑触线分段之后，最多只能满足19个信号和主控PLC信息交换，且仅可满足自行小车基本工艺动作的控制，大量的报警信息无法传送到主控PLC，无法更好地显示各自行小车的状态。若需新增工艺动作，控制工艺动作的信号无法增加，从而使环线自行小车和主控PLC的信息交换量受到限制。

2. 系统可靠性低

（1）环形空中自行小车通过集电器上的碳刷在滑触线上采集/传输控制信号。自行小车抓取工件升降的过程中会产生抖动，碳刷随之也会发生抖动，造成信号丢失，使系统的可靠性降低。

（2）环线空中自行小车长期运行后，碳刷和滑触线磨损，导致碳刷破裂、接触不良，也会使控制信号丢失。此外，碳刷长期和滑触线摩擦，大量碳粉会滞留在滑触线分段处或滑触线上，造成信号的误传输，使系统的可靠性降低。

图2 和小车PLC连接的RadioLinx模块

（3）由于空中自行小车工艺动作较多，控制每个工艺动作的信号都需要电缆接入主控PLC，通过碳刷和中间继电器进行转接，必然造成整个控制系统故障点增多，使系统的可靠性降低。

3. 电气安装复杂

空中自行小车的铝型轨道大多在空中(离地5m左右)，滑触线布置在铝型轨道上，滑触线上的信号通过电缆接入PLC进行数据交换。由于主控PLC大多放在地面，空中自行小车工艺动作较多，控制每个工艺动作的信号也较多，则需要的电缆较多，敷设电缆和桥架等安装工作比较复杂。

无线以太网信息交换

为了克服传统滑触线数据信息交换量受限、系统可靠性低及电气安装复杂等缺点，通过大量的调研和分析，我们把无线以太网通信技术应用在空中自行小车信息交换中，替代传统的滑触线信息交换方式，通过无线以太网模块的发射/接收信号，与主控PLC进行信息交换。仅需要4级滑触线即可满足自行小车电源的使用，用于信息交换的6级（4极）滑触线可以取消，大大减少了滑触线的使用数量。

1. 信息交换无限量

通过无线以太网通信模块的发射/接收数据包进行信息交换，系统可以任意地增加所需要的控制信号，信息交换量不再受到限制，大量的故障报警信息可以传送给主控PLC，从而实现了主控PLC对空中自行小车的实时监控，使系统可以实现比传统滑触线方式环线小车更多的功能。

2. 系统的可靠性高

无线以太网信息交换方式取消了6级用于信号控制的滑触线，仅留4级为空中自行小车提供电源。滑触线和碳刷的减少，避免了自行小车抓取工件上、下抖动和碳刷接触不良造成的信号丢失，以及碳刷长期与滑触线摩擦，碳粉滞留在滑触线分段处或者滑触线上造成的信号误传输。空中自行小车和主控PLC的信息交换通过无线以太网通信模块进行交换，无需通过滑触线和继电器经由电缆和主控PLC交换，使系统的故障点大大较少，从而提高了系统的可靠性。

3. 电气安装简单

取消了用于信号交换的6极滑触线，减少了