若機床和設備生產廠家采用了符合未來發展需要的無線通信技術，則可以省略現代化改造中費時費力且非常繁瑣的機床布線工作。無線系統的規劃設計過程及保障工業機床應用領域中多種通信系統的和諧共存是非常重要的。由于在通常情況下，生產加工過程的控制和監控是由上一級的SPS可編程序控制器系統負責；但是在與下級模塊的通信（如傳感器與信號發射器）中，則必須特別小心謹慎。

無線網絡測定

生產流程主站的數據

現在，Panasonic公司為此應用領域提供了一整套的自動化解決方案：一套能夠對驅動系統進行驅動控制，對機床運動、可視化和與上一級計算機系統進行通信的控制系統；一套能夠快速可靠將重要數據傳送給各個模塊的無線網絡；一個能夠簡單、可靠地傳送現代化機床所需信息的HMI接近方案。

此種無線通信解決方案符合實際應用需要，且能實現順暢而高效的系統控制
構成該自動化解決方案的基石是SPS FPΣ模塊（圖1）。該模塊的主要任務是：在整個機床運動范圍內對所有需要使用的傳感器及信號發射器進行智能化控制，通過內置的接口與外界實現通信。該系統對伺服放大器或變頻器的控制有多種不同的方案可以選用。另外，用戶利用SPS可編程序控制器系統的脈沖或步進電機功能，可對變頻器進行直接驅動，這也為伺服驅動提供了利用以太網基礎的現場總線系統RTEX（Realtime Express）的可能性。所有定位過程的控制和處理，以及所有伺服放大器（伺服驅動與Serie Minas A4N）的數據均可被FPΣ-RTEX Motion監控模塊讀取和書寫。在使用FPΣ后，Panasonic以太網總線系統能夠在環形結構達200m的總線長度內對多達16軸進行驅動。這一具有擴展性能的系統可擴展到384個數據輸入和數據輸出端（DE/DA），以及40個模擬輸入與28個模擬輸出端。模擬輸入允許外部的電流和電壓，包括PT100、PT 1000和Ni1000元器件的信號通信。除了緊湊的體積外，該數據處理系統還以其基本指令0.4us/個的數據處理速度而著名。

圖1 帶有擴展部件的控制系統——SPS FPΣ模塊
2.4GHz帶寬中的通信

此項整體方案中的重要部分，即各個元器件間的無線通信，這是利用KR20系統來解決的。為此，生產廠在開放的2.4GHz帶寬中提供了可在各種不同子系統間靈活且高效進行無線通信的可能性；此外，利用KR20協調的特殊模塊化處理技術實現了多種無線通信系統在同一個生產車間中的和諧相處。這避免了與Panasonic系統出現沖突的可能性，例如WALN（IEEE 802.11）數據通信與Panasonic系統的沖突。

在無線系統的規劃設計過程中，Panasonic公司還能給用戶提供有力的支持，除了能夠協助用戶選擇適合的信號發射天線，還能在性能優化方面提供大力幫助。在1:N的拓撲技術模型中，系統能夠實現254個終端設備間的相互通信。公司還能將RS485子系統，例如用于Loggen的重要數據處理系統，在Panasonic系統的幫助下進行集成。同時，KR20（圖2)還帶有數字式的輸入和輸出端口，可用于儀器設備分散式配置方式的控制。這些儀器設備可當作網絡路由器或中繼器使用，其線路安排功能保障了目標準確的將信息數據發送到位，提高數據流量；系統的中繼器功能允許無線通信傳遞信息至更遠的距離，根據實際環境條件，可以實現最大500m的無線數據通信。

圖2 KR20系統在典型機床加工領域中的應用
KR20無線網絡模塊的參數賦值、從站在主站中的登記、通信結構的確定，以及通信協議的應用都可以利用免費設置軟件KR來完成。該軟件中包含了設備調試工具，利用這些工具可以對數據長度進行分析，調整設置數據傳送時間內所需的中繼器或所需的場強。

生產加工流程圖的可視化

在機床制造中，用戶可以通過兩種方式實現整個系統的可視化。傳統的機床操作控制臺可以通過使用GT系列觸摸屏終端設備就地實現可視化。這種觸摸屏終端帶有3~5.7in（1in=25.4mm）的觸摸屏，具有與SPS可編程序控制器直接連接的RS 232接口或RS 485接口。扁平的結構使其幾乎可以安裝在各種電氣控制柜中，或嵌入至雙層壁板的控制臺上。免費下載且由生產廠提供的現成模塊降低了用戶研發生產流程可視化圖像的費用。同時，無線網絡工作站KR20還具有將重要數據傳送至網絡工作站的能力。FP網絡服務器2的存儲器容量為8M，能夠把數據顯示在HTML的頁面上（圖3），也可以在這一系統中集成多組曲線和報警文字提示，以表示重要的發射器相互發送信息時出現故障。

圖3 利用HTML可實現流程數據的可視化
機床和設備制造領域中，高要求、高動態性能、高同步及高可靠性已成為當今明顯的發展趨勢，但這也是機床和設備制造業必須解決的問題。本文所介紹的無線通信技術方案有著眾多用途，其能夠在包裝設備、沖裁設備、貼標設備及自動化上料機構直至零部件傳送系統中得到應用。無線通信系統可被簡便地重新賦值，或在設備生產過程中根據數據分析需要進行擴充。由于系統采用現代化伺服及實時以太網技術，且體積小巧、功能強大，以及具有靈活的SPS可編程序控制系統，其也為機床和設備的生產廠開啟了全新的應用領域。(end)