汽車噴涂車間機(jī)械手臂噴漆作業(yè)無線應(yīng)用（中車汽車生產(chǎn)線項(xiàng)目簡報(bào)）

特別聲明：文章及方案圖片皆為達(dá)泰電子原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明出處。

一、應(yīng)用背景

在汽車生產(chǎn)裝配工藝中，機(jī)械臂目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于裝配、搬運(yùn)等工業(yè)生產(chǎn)中，在機(jī)械臂系列產(chǎn)品中，汽車噴漆自動(dòng)控制噴涂機(jī)械裝置以其的優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)油漆噴涂量的大小，嚴(yán)格控制噴嘴與噴漆面之間距離等影響噴漆效果的因素，從而達(dá)到良好的噴漆效果；其二由于溶劑型油漆和涂料具有揮發(fā)性和危險(xiǎn)性，因此在噴涂應(yīng)用中使用機(jī)械手可以較大程度地減少人與人的接觸；其三噴涂機(jī)械臂的顯著優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)在同一生產(chǎn)線上混線生產(chǎn)多種車型，提升了涂裝的自動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率。
與人工操作相比，工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手臂可以節(jié)省人工成本，提高勞動(dòng)安全性和設(shè)備安全性，保證產(chǎn)品重復(fù)性、危險(xiǎn)性和節(jié)拍性高的加工行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和各工序的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高汽車生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。

無線以太網(wǎng)，I/O模塊，IO模塊，數(shù)字信號(hào)無線，無線網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，PLC無線通訊模塊，西門子PLC無線模塊，300PLC無線

二、產(chǎn)品介紹

達(dá)泰DTD418MB采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu)，空中傳輸速率高達(dá) 300Mbps，兼容西門子S7協(xié)議、Profinet協(xié)議、Modbus TCP/IP等通訊協(xié)議，并采用 OFDM 調(diào)制及 MINO 技術(shù)，使無線可靠傳輸距離達(dá)到1KM范圍內(nèi)均可使用。
DTD418MB 不僅能與 PLC、DCS、智能儀表及傳感器等設(shè)備組成無線測(cè)控系統(tǒng)，同時(shí)能與組態(tài)軟件、人機(jī)界面、觸摸屏、測(cè)控終端等工控產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的遠(yuǎn)程無線組網(wǎng)，將分散不便于挖溝布線的設(shè)備連接在一起，不需要編寫程序，不需要布線，并且穩(wěn)定可靠。

三、產(chǎn)品選型

達(dá)泰歐美系PLC無線通訊終端-DTD418M

無線以太網(wǎng)，I/O模塊，IO模塊，數(shù)字信號(hào)無線，無線網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，PLC無線通訊模塊，西門子PLC無線模塊，300PLC無線

五、現(xiàn)場(chǎng)需求

中車某BBA汽車生產(chǎn)線的噴涂車間的噴涂機(jī)械手臂需要實(shí)現(xiàn)無線控制。噴涂車間有3臺(tái)噴涂機(jī)械手臂同時(shí)作業(yè)，由車間旁的控制臺(tái)HMI來遠(yuǎn)程無線控制完成汽車及其零部件的噴涂工作。由于噴涂車間油漆涂料具有腐蝕性，不方便布線，因此采用無線方式來實(shí)現(xiàn)車間控制臺(tái)HMI與3臺(tái)噴涂機(jī)械臂之間的無線通訊要求，從而提升了涂裝的安全穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率。

設(shè)計(jì)要求：

1.噴涂車間需要通過HMI人機(jī)界面來同時(shí)控制3臺(tái)噴涂機(jī)械臂作業(yè)。

2.噴涂機(jī)械臂采用西門子S7-200SMART PLC作為邏輯控制器，控制手臂段感應(yīng)控制開關(guān)進(jìn)行噴漆工作。

3.控制臺(tái)HMI人機(jī)界面端采用S7-300PLC來無線控制機(jī)械臂端的S7-200SMART PLC可以分別和3個(gè)目標(biāo)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，實(shí)時(shí)監(jiān)控噴涂工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)1主3從組網(wǎng)無線通訊。

4.控制臺(tái)端HMI將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，同步到MES系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能整合管理。

5.控制臺(tái)、噴涂機(jī)械臂距離50米左右的距離，中間有料架等隔檔物。

六、無線解決方案

由于現(xiàn)場(chǎng)噴涂工作環(huán)境復(fù)雜，機(jī)械臂的敏捷性以及復(fù)合運(yùn)動(dòng)的作業(yè)軌跡。同時(shí)無線方案的設(shè)計(jì)還需考慮到同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)械手臂一同作業(yè)控制準(zhǔn)確，不出現(xiàn)混亂，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定和高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)交互，避免出現(xiàn)相互干擾，誤動(dòng)作，通訊延遲等狀況。
考慮上述因素，達(dá)泰PLC無線通訊團(tuán)隊(duì)決定使用4塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，通過Rj45接口在Profinet協(xié)議下，完成控制臺(tái)HMI內(nèi)S7-300 PLC與噴涂機(jī)械臂S7-200SMART的無線數(shù)據(jù)交互工作。在控制臺(tái)HMI端的S7-300PLC及3臺(tái)噴涂機(jī)械臂的S7-200SMART端分別安裝一塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，即可以實(shí)現(xiàn)控制柜與3臺(tái)噴涂機(jī)械臂之間信息無線傳輸，實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)HMI可以同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)械手臂一同作業(yè)，推進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集約化，高能效，高質(zhì)量生產(chǎn)。在該無線技改中，無需更改原有PLC程序，只需簡單接線，就可完成改造，后期沒有運(yùn)行費(fèi)用。
無線通訊方案示意圖 ▼

七、無線方案的好處

1. 節(jié)省改造周期及維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率：免除布線維護(hù)困擾，操作安全性、連貫性及生產(chǎn)效率大幅度提高。

2. 多個(gè)無線通訊終端同時(shí)使用，互不干擾：無線通訊終端的內(nèi)部程序采用多頻點(diǎn)/帶寬調(diào)頻通信，即使多臺(tái)無線設(shè)備同時(shí)工作，也不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備互相干擾的狀況。

3. 高速方案設(shè)定，自動(dòng)化指令響應(yīng)：采用Profinet高速協(xié)議，系統(tǒng)設(shè)定邏輯自動(dòng)判定，迅速響應(yīng)處理不同從站指令。

4. 安裝簡便，接線即用：可以直接代替有線以太網(wǎng)線，兼容主流PLC通訊協(xié)議。通電接線即可使用，不需要編程，電工就可以安裝。

5. 獨(dú)立組網(wǎng)，無運(yùn)行費(fèi)用：該設(shè)備采用的是達(dá)泰全數(shù)字無線加密傳輸方式，不依賴云平臺(tái)或廠區(qū)局域網(wǎng)搭建，屬于無線自組網(wǎng)通訊方式，后期無運(yùn)行費(fèi)用。

無線以太網(wǎng)，I/O模塊，IO模塊，數(shù)字信號(hào)無線，無線網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，PLC無線通訊模塊，西門子PLC無線模塊，300PLC無線

八、*案例

◆ 大洋泊車股份有限公司，汽車回轉(zhuǎn)盤與就地程控柜之間無線通訊，10米
◆ 西安比亞迪工廠，控制柜PLC與傳送帶17個(gè)托盤無線數(shù)據(jù)交互
◆ 中達(dá)電子(蘇州)有限公司，生產(chǎn)線工位與AGV小車加料無線程控，300米
◆ 寧波金田銅業(yè)，給料車和地面PLC無線通訊，500米
◆ 西安盛鵬石油科技有限公司，石油鉆井用，200M
◆ 江陰蘇龍熱電有限公司，碼頭裝/卸船機(jī)與地面連鎖信號(hào)無線，5KM
◆ 江蘇朝陽液壓機(jī)械集團(tuán)，200smart之間無線通訊
◆ 山東重聯(lián)電動(dòng)車輛制造有限公司，S7-1200之間無線通訊
◆ 吉林碳素廠，行車與地面PLC之間無線通訊
◆ 河北西斯派爾機(jī)械配件有限公司，叉車PLC無線控制
◆ 天津四汽車設(shè)備制造有限公司，AGV小車和設(shè)備之間無線控制，300米
◆ 江西理工大學(xué)，移動(dòng)小車上2路模擬信號(hào)傳到PLC上，100M
◆ 鄒平海大工控設(shè)備有限公司，送料小車和S7-300PLC之間無線通訊,100米
◆ 湖南博云東方粉末冶金有限公司，5個(gè)工位信號(hào)呼叫和PLC無線通訊，200m
◆ 蘇州安利捷起重機(jī)電，控制頂部小車和地面輸送線（編碼器）同步隨行，30m
◆ 汽車工業(yè)工程有限公司，PLC無線喚醒AGV小車，50m
◆ 安徽通利自動(dòng)化設(shè)備有限公司，編碼器與S7-1200之間通訊，1KM