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菲尼克斯电气无线技术在总装涂胶机器人上的应用www.2061.com

3#振动成型机是从国外进口的一台“洋”设备,是方大炭素炭砖生产的主体设备,生产地位十分重要。通常情况下,该设备检修更换的都是“洋”备件。“洋”备件的采购跨海越洋,十分不易,且主导权掌握在厂家手里,价格居高不下,不仅给企业增加了不小的成本压力,而且对正常的检修工作带来十分不利的影响。 “洋设备别想难倒我们!”说这些话的正是该公司信息自动化部不怕困难、敢于担当的几名技术员,面对国外厂商的傲气,他们被激发起了一股斗志,勇敢地向“洋”设备发起了挑战。 今年年初,3#振动机糊料输送小车控制用编码器出现故障,技术人员更换调试时发现控制系统PLC硬件组态无法搜到编码器IP地址,网络通讯地址也无法分配,新采购编码器在硬件组态中无法识别。经咨询国外生产厂家技术人员,得到的答复是必须采购该厂家提供的编码器才能正常使用。经询价对比,发现国外编码器价格比国内市场价格高几倍,但为了保证生产只能选择采购“洋”备件了。 “3#振动成型机工控备件被生产厂家控制了,使用国产备件到底行不行?”信息自动化部技术人员带着疑问展开研究。他们对控制系统其他备件逐一进行测试排查,发现控制系统PLC组态所有触摸屏、接口模块、变频器设备IP地址无法搜到,至此,技术人员不得不承认这一事实,不能掌握核心技术就必须付出巨大的成本代价。 但这一测试结果也同样激起了信息自动化部技术人员的好胜心和挑战意识。为解决工控备件更换的技术难题,被誉为电气小专家的甘肃省劳动模范张平香带领信息自动化部一群年轻人,主动出击,成立了技术攻关小组,开始了艰难的攻关历程。他们充分利用3#振动成型机停产间隙,现场进行了一次次的测试,逐步摸索技术思路和方案,上网查阅相关技术资料,同时向国外相关公司技术人员进行技术咨询,但问题还是得不到有效解决……面对一次次的测试失败他们没有退缩,始终以“困难面前不低头,咬定青山不放松”的技术钻劲坚持测试。经过几个月的技术攻关,终于破解了难题,并利用停产时间成功完成了新备件通讯模块测试,测试结果显示设备运行正常。困扰已久的难题破解了,此举为企业节约进口备件费用几十万元,技术人员的创新举措受到了公司领导和员工的称赞,换来了设备“保护神”的美誉。

安装完模块后,就开始进行电源接线。在原有的LOOP总线模式下,所有的模块被电源线串成一个环形,这样做的最大问题是当这个LOOP环断开时,很难立即判断出到底是哪一段出现断点,就像串联电路一样,很难判断故障的根源。在这次改造中,我们决定摒弃这种连接方式,而采用并联电路的方式,即以电柜为中心,同时分出四路电源,分别给前风窗、后风窗、胶站和机器人端拾器上的总线模块供电,四路电源互不干涉。这样做的好处是,如果某一个站点断电,可以很容易查到是哪一路电源线的问题。完成了电源接线并通电测试后,就开始了最为繁琐的信号接线和对点工作。在前风窗和后风窗站点上各有一个模拟量输入模块,作用是将两个位移传感器发出的0~10V信号转化反应到程序中,在触摸屏上显示出来。完成接线后,手动测试时我们发现,实际测量值和以前有很大的不同,而且前后风窗都是如此,这样基本可以排除模块本身的故障。经过仔细比较,发现LOOP总线模块和FIELD-LINE总线模块的针脚定义不完全相同,这导致了测量值出现偏差,将位移传感器的进线更改为适应新模块的接法后,再进行测量,测量值和以前完全一样。技术原理 1.无线总线的优点由于涂胶机器人工作方式的限制,总线模块必须固定在机器人的端拾器上,随机器人一起运动,原来采用LOOP总线方式时,连接总线模块的既有电源电缆,又有信号电缆,在护管中互相摩擦,几乎每隔3个月就要进行整体更换;采用了无线技术后,护管中电缆的数量由原来的3根减少到1根,取消了信号电缆,实现了我们对设备自由移动和无损耗传输介质的需求。机器人岛中的现场情况、障碍以及狭小的空间决定了无线传输的可靠性、实用性要远远超过传统的复杂布线。采用了无线技术以后,信号传输的可靠性、操作性、优异的诊断功能以及快速简单的排障功能都得到了很好的验证,在安装调试过程中,无线模块也能够快速地接入已有控制系统。2.无线总线的传输INTERBUS无线总线是靠蓝牙传输的,最多可联7个从站,对带宽要求较低,传输的是小数据包,可以进行快速和稳定的传输。由于采用的是FHSS技术和免费频段,所以可以与WLAN和手机蓝牙等设备并行,不用担心干扰源问题。无线传输从根本上避免了机器人工作方式易产生的抖动、干扰和丢失等弊端,特别是解决了信号传输量限制的根本问题,实现了系统信息的全采集,提高了可靠性和稳定性,也给操作和维护带来了方便。同时提供了系统无线接入点,解决了机器人端拾器与地面总线连接的问题。在对总线系统进行调试、参数变更、故障检查和维护时无需采用以往空中操作或随行方式,可以在无线系统覆盖区域内的任意位置通过无线客户端对系统全部被控点进行操作和监控。无线传输提高了系统的扩展性,将来要想增加I/O点,控制系统只需增加一套输入输出模块和一个无线基站即可。无线传输系统保证了无机械摩损,无需参考点,绝对位置测量,实时检测,最大限度地实现了机器人的智能化。3.程序处理在改造过程中最重要的是程序的编辑,就是在CMD组态中定义I/O点,将其与PLC程序中的I/O点一一对应起来。对点有两种方法,第一种方法是在CMD组态的过程数据字中仅仅定义一个字,这样在PLC程序中将会自动生成I48.0~I48.7这8个输入点,这样做的话,在CMD组态时工作量很小,但在PLC程序中将面临大量的程序更改,很容易出错;第二种方法是在CMD组态时就一个一个定义模块上的过程数据字,这样做的话,PLC程序部分就完全不需要做任何更改,本文采用了第二种方法。

图2 改造之后的机器人总线新CMD组态

无线模块和无线基站的对地址方法:首先确认一个无线基站需要带几个无线模块,是什么类型的,然后将无线基站上的Process data width settings拨至几,然后再将Device number settings拨至1,表示现在对第一个无线模块,再将第一个无线模块上的ID-PLUG插头插在无线基站的ID-PLUG上,当下面的指示灯由橙色变成绿色,就表示该无线模块的地址对完了。结语将菲尼克斯电气无线总线模块应用在涂胶机器人以及西门子S7型PLC中,这对我们来说是第一次尝试,应用在涂胶机器人中能够充分地发挥它的优势,性价比很高。这在国内无线网络用在涂胶机器人系统中,特别是机器人可以自动抓取、涂胶和安装项目中是一个全新的尝试。我们使用半年以来,不仅总线故障率为零,保证了后续备件的充足供应,每年还可节省更换备件费用超过5万元。(end)

www.2061.com,图1 改造之前的机器人总线CMD组态

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