汽車噴塗車間機械手臂噴漆作業無線應用（中車汽車生產線項目簡報）

 

★ 特別聲明：文章及方案圖片皆為達泰電子原創，轉載請標明出處。

一、應用背景

在汽車生產裝配工藝中，機械臂目前已經廣氾地應用於裝配、搬運等工業生產中，在機械臂系列產品中，汽車噴漆自動控制噴塗機械裝置以其的優勢，能夠根據油漆噴塗量的大小，嚴格控制噴嘴與噴漆面之間距離等影響噴漆效果的因素，從而達到良好的噴漆效果；其二由於溶劑型油漆和塗料具有揮發性和危險性，因此在噴塗應用中使用機械手可以較大程度地減少人與人的接觸；其三噴塗機械臂的顯著優點是可以同時在同一生產線上混線生產多種車型，提升了塗裝的自動化程度及生產效率。
與人工操作相比，工業機器人機械手臂可以節省人工成本，提高勞動安全性和設備安全性，保証產品重複性、危險性和節拍性高的加工行業的產品質量、產量和各工序的穩定性，進一步提高汽車生產的自動化水平。

無線以太網，I/O模塊，IO模塊，數字信號無線，無線網關，物聯網網關，PLC無線通訊模塊，西門子PLC無線模塊，300PLC無線

二、產品介紹

達泰DTD418MB採用 2x2 兩發兩收無線架構，空中傳輸速率高達 300Mbps，兼容西門子S7協議、Profinet協議、Modbus TCP/IP等通訊協議，並採用 OFDM 調製及 MINO 技術，使無線可靠傳輸距離達到1KM範圍內均可使用。
DTD418MB 不僅能與 PLC、DCS、智能儀表及傳感器等設備組成無線測控系統，同時能與組態軟件、 人機界面、觸摸屏、測控終端等工控產品實現點對點和點對多點的遠程無線組網，將分散不便於挖溝布線的設備連接在一起，不需要編寫程序，不需要布線，並且穩定可靠。

三、產品選型

達泰歐美系PLC無線通訊終端-DTD418M

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五、現場需求

中車某BBA汽車生產線的噴塗車間的噴塗機械手臂需要實現無線控制。噴塗車間有3台噴塗機械手臂同時作業，由車間旁的控制台HMI來遠程無線控制完成汽車及其零部件的噴塗工作。由於噴塗車間油漆塗料具有腐蝕性，不方便布線，因此採用無線方式來實現車間控制台HMI與3台噴塗機械臂之間的無線通訊要求，從而提升了塗裝的安全穩定性及生產效率。

設計要求：

1.噴塗車間需要通過HMI人機界面來同時控制3台噴塗機械臂作業。

2.噴塗機械臂採用西門子S7-200SMART PLC作為邏輯控制器，控制手臂段感應控制開關進行噴漆工作。

3.控制台HMI人機界面端採用S7-300PLC來無線控制機械臂端的S7-200SMART PLC可以分別和3個目標機械臂實現數據交互，實時監控噴塗工作狀態，實現1主3從組網無線通訊。

4.控制臺端HMI將數據傳輸到服務器，同步到MES系統進行數據的智能整合管理。

5.控制台、噴塗機械臂距離50米左右的距離，中間有料架等隔檔物。

六、無線解決方案

由於現場噴塗工作環境複雜，機械臂的敏捷性以及復合運動的作業軌跡。同時無線方案的設計還需考慮到同時控制多台機械手臂一同作業控制準確，不出現混亂，能夠實現穩定和高實時性的數據交互，避免出現相互干擾，誤動作，通訊延遲等狀況。
考慮上述因素，達泰PLC無線通訊專家決定使用4塊達泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，通過Rj45接口在Profinet協議下，完成控制台HMI內S7-300 PLC與噴塗機械臂S7-200SMART的無線數據交互工作。在控制台HMI端的S7-300PLC及3台噴塗機械臂的S7-200SMART端分別安裝一塊達泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，即可以實現控制櫃與3台噴塗機械臂之間信息無線傳輸，實現控制台HMI可以同時控制多台機械手臂一同作業，推進企業實現自動化、集約化，高能效，高質量生產。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，後期沒有運行費用。
無線通訊方案示意圖 ▼

七、無線方案的好處

1. 節省改造週期及維護成本，提高生產效率：免除布線維護困擾，操作安全性、連貫性及生產效率大幅度提高。

2. 多個無線通訊終端同時使用，互不干擾：無線通訊終端的內部程序採用多頻點/帶寬調頻通信，即使多台無線設備同時工作，也不會出現設備互相幹擾的狀況。

3. 高速方案設定，自動化指令響應：採用Profinet高速協議，系統設定邏輯自動判定，迅速響應處理不同從站指令。

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

5. 獨立組網，無運行費用：該設備採用的是達泰全數字無線加密傳輸方式，不依賴云平台或廠區局域網搭建，屬於無線自組網通訊方式，後期無運行費用。

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八、成功案例

◆ 大洋泊車股份有限公司，汽車迴轉盤與就地程控櫃之間無線通訊，10米
◆ 西安比亞迪工廠，控制櫃PLC與傳送帶17個托盤無線數據交互
◆ 中達電子(蘇州)有限公司，生產線工位與AGV小車加料無線程控，300米
◆ 寧波金田銅業，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，石油鑽井用，200M
◆ 江陰甦龍熱電有限公司，碼頭裝/卸船機與地面連鎖信號無線，5KM
◆ 江蘇朝陽液壓機械集團,200smart之間無線通訊
◆ 山東重聯電動車輛製造有限公司,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
◆ 河北西斯派爾機械配件有限公司，叉車PLC無線控制
◆ 天津四院汽車設備製造有限公司，AGV小車和設備之間無線控制，300米
◆ 江西理工大學，移動小車上2路模擬信號傳到PLC上，100M
◆ 鄒平海大工控設備有限公司,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個工位信號呼叫和PLC無線通訊，200m
◆ 蘇州安利捷起重機電，控制頂部小車和地面輸送線（編碼器）同步隨行，30m
◆ 中國汽車工業工程有限公司，PLC無線喚醒AGV小車，50m
◆ 安徽通利自動化設備有限公司，編碼器與S7-1200之間通訊，1KM

九、公司介紹

西安達泰電子有限責任公司創立于2002年，是一家集工業無線產品研發、生產、銷售于一體的“智”造企業，產品具有“可靠、簡單、智能”的特點，能夠直接取代傳統線纜，實現工業數據信號的無線傳輸，近20年間，達泰先後獲得多項發明，被評為，常年與國內top50高校進行產學研合作、水泥供應商，參與1帶1路”倡議沿線國家建設項目，同時也逐步組建起了一支具有豐富現場經驗的PLC無線通訊團隊，為客戶提供多方位的技術保障。現已為國內外超30000家工廠企業成功實現近15萬個無線採集測控方案設計和改造項目，投入使用的設備超100萬套。DTD1系、4系無線產品廣氾應用於水泥，冶煉，發電，煤炭，化工等複雜惡劣的工業場合，平均連續使用壽命超過5年以上。