我公司的車身焊裝生產線要求每小時生產40臺白車身(40JPH) ，由于生產節拍高，因此從下車體線到總拼線的輸送系統采用多臺自行小車環形運轉的方式。這種傳統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，存在數據交換信息量受限、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線空中自行小車輸送控制系統上應用，經過兩年的生產驗證，該系統可靠性高、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線空中自行小車輸送控制系統為例，詳細討論傳統滑觸線和無線以太網通信兩種不同的信息交換方式。
傳統滑觸線信息交換方式
傳統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，實現空中自行小車和主控PLC之間的信息交換。這種傳統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，數據交換的信息就越多，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。若需新增工藝動作，控制工藝動作的信號無法增加，從而使環線自行小車和主控PLC的信息交換量受到限制。
2. 系統可靠性低
（1）環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，碳刷隨之也會發生抖動，造成信號丟失，使系統的可靠性降低。
（2）環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故障點增多，使系統的可靠性降低。
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進行數據交換。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。
無線以太網信息交換
為了克服傳統滑觸線數據信息交換量受限、系統可靠性低及電氣安裝復雜等缺點，通過大量的調研和分析，我們把無線以太網通信技術應用在空中自行小車信息交換中，替代傳統的滑觸線信息交換方式，通過無線以太網模塊的發射/接收信號，與主控PLC進行信息交換。僅需要4級滑觸線即可滿足自行小車電源的使用，用于信息交換的6級（4極）滑觸線可以取消，大大減少了滑觸線的使用數量。
1. 信息交換無限量
通過無線以太網通信模塊的發射/接收數據包進行信息交換，系統可以任意地增加所需要的控制信號，信息交換量不再受到限制，大量的故障報警信息可以傳送給主控PLC，從而實現了主控PLC對空中自行小車的實時監控，使系統可以實現比傳統滑觸線方式環線小車更多的功能。
2. 系統的可靠性高
無線以太網信息交換方式取消了6級用于信號控制的滑觸線，僅留4級為空中自行小車提供電源。滑觸線和碳刷的減少，避免了自行小車抓取工件上、下抖動和碳刷接觸不良造成的信號丟失，以及碳刷長期與滑觸線摩擦，碳粉滯留在滑觸線分段處或者滑觸線上造成的信號誤傳輸。空中自行小車和主控PLC的信息交換通過無線以太網通信模塊進行交換，無需通過滑觸線和繼電器經由電纜和主控PLC交換，使系統的故障點大大較少，從而提高了系統的可靠性。
3. 電氣安裝簡單
取消了用于信號交換的6極滑觸線，減少了大量的控制電纜的安裝。空中只需要1根網線連接無線以太網模塊和主控PLC，數據信息通過安裝在自行小車上的無線以太網發射/接收模塊和安裝在環線自行小車的鋁型軌道的無線以太網接收/發射模塊進行交換，同時也減少了自行小車隨車電控柜和主控柜大量的中間繼電器和I/O模塊的使用，使安裝、接線和維修簡單化。
4. 維護方便
采用無線以太網通信技術作為信息交換方式的環線空中自行小車控制系統，控制信號的電纜幾乎比傳統滑觸線信息交換方式減少了90%，故障點大大減少，使系統的硬件連接更加簡單。系統信息交換出現故障，只需要重新配置安裝在自行小車和環線鋁型軌道的無線通信以太網模塊的IP地址即可，大大節約了故障查找的時間，使系統維護更加方便。
無線以太網信息交換方式的應用
基于無線以太網信息交換方式的優勢，我們首次在五菱鴻途車身焊裝生產線中的環線空中自行小車輸送控制系統上進行大膽嘗試。下面以五菱鴻途環線空中自行小車控制系統為例，介紹無線以太網信息交換方式在實際生產中的應用。
1. 無線以太網通信模塊RadioLinx
ProSoft公司的無線通信模塊RadioLinx，提供以太網和串口（RS232、RS422和RS485）應用解決方案，包括無線以太網通信模塊、無線串口通信模塊和無線以太網/串口通信組合模塊。
在五菱鴻途車身焊裝線環線空中自行小車控制系統采用無線以太網通信模塊（RadioLinx Ethernet Switch) RLX-FHE，它具有以下特點：
（1）無線交換機獨立于協議。
（2）單體數據轉發器、中繼器和遠程端。
（3）對等通信及診斷。
（4）擁有自己的IP地址。
（5）在25km范圍內，傳輸速率為250kbit/s。
（6）硬件可加密，安全性高。
（7）傳輸數據的頻率為2.4GHz。
2．無線通信模塊方案
采用Prosoft公司的無線通信模塊RadioLinx取代傳統滑觸線信息交換方式，使空中自行小車PLC和主控PLC通過無線以太網進行數據信息交換。
在整個方案中，共使用5個無線以太網通信模塊RLX-FHE（A、B、C、D和E），其中1個模塊A和主控PLC通過網線相連（如圖1所示），其余4個模塊B、C、D和E分別安裝在4臺自行小車上，和自行小車的PLC相連（如圖2所示）。模塊A、B、C、D和E之間構成一個小型的局域網，通過無線以太網實現之間的數據交換。
模塊A通過無線以太網采集模塊B、C、D和E的相關信息，和它相連的主控PLC對所采集的數據進行處理；然后把經過主控PLC處理的信息通過無線以太網發射給模塊B、C、D和E，每臺自行小車的PLC對數據進行處理，傳送給相應的執行機構（如電機）；同時，每臺自行小車的PLC也會對執<
