移動設(shè)備無處不在，量體裁衣的控制器

移動設(shè)備無處不在

每天，我們的生活周邊都離不開這些大型裝備的身影，谷物的種植、除草、施肥、收割、秸稈成卷，在城市里包括大樓的建設(shè)挖掘、旋挖鉆、樁基、混凝土、塔吊等，而在道路方面則由大量的挖掘、裝載、混凝土、瀝青攪拌與攤鋪、壓路機(jī)，包括市政日常的銑路，登高、清潔，也有緊急狀態(tài)下的消防車等，移動類設(shè)備在我們的生活中無處不在。

農(nóng)業(yè)、建筑與工程、市政工程這些領(lǐng)域，都與我們的日常生活、居住、城市生活建設(shè)緊密相關(guān)。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、更美好便捷的城市生活、高品質(zhì)的居住條件，這一切都來自于大量的工程類設(shè)備的應(yīng)用，這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是“移動”—不像生產(chǎn)線設(shè)備在車間的屋頂之下，這些帶有輪子/履帶的設(shè)備，生存在極其惡劣的環(huán)境里。

圖1-廣泛在我們身邊的移動裝備

嚴(yán)苛環(huán)境下工作的大家伙

就像挖掘機(jī)經(jīng)常要工作在泥潭里，而筑路設(shè)備都得反復(fù)振動，而油污、冷凝，夏天的高溫、冬天在北方的嚴(yán)寒地帶，這些移動的設(shè)備依然要良好工作，而且，他們有時(shí)候會肩負(fù)非常危險(xiǎn)的環(huán)境中執(zhí)行搶險(xiǎn)救災(zāi)任務(wù)，就像消防車出現(xiàn)在火場—他們需要高速響應(yīng)能力，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)乎生命，而挖掘機(jī)出現(xiàn)在地震災(zāi)區(qū)一樣。

圖2-移動裝備嚴(yán)苛的工作環(huán)境

在傳統(tǒng)上，這些大家伙似乎都是轟鳴中，像巨無霸一樣的展現(xiàn)著“鋼鐵魅力”，人們就想著他們似乎并不像舞者的輕盈，或者反應(yīng)不是那么迅速，因?yàn)樗麄兛瓷先ハ駛€(gè)“傻大個(gè)”一樣。

其實(shí)，了解他們的人，都知道，這些移動裝備有著非常高的智能水平，他們的自動化程度也是非常高的，他們除了外表粗狂，其實(shí)內(nèi)心一樣秀麗，因?yàn)椋c工廠生產(chǎn)講求效率是一樣的，高效的機(jī)器與生產(chǎn)效率緊密相關(guān)，他們對控制器有著一樣智能的需求。

量體裁衣的控制器

早在2010年，貝加萊就已經(jīng)投入了移動自動化領(lǐng)域，這個(gè)家伙就是X90移動自動化，它的外觀棱角分明，硬朗形體又散發(fā)精致容顏，采用鋁合金壓鑄外殼，內(nèi)部的減震細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)使得它可以承受5g的振動沖擊，IP69K防護(hù)等級，承受在泥濘、粉塵環(huán)境下的工作，并且它還獲得了船級社認(rèn)證，確保它能夠在鹽霧侵蝕的環(huán)境下工作。

貝加萊X90移動裝備控制器

嚴(yán)寒與酷暑不能阻止它的辛勤工作，零下40~85攝氏度的工作溫度下，它也能可靠運(yùn)行。由于移動設(shè)備通常需要采用直流供電，因此它的I/O配置都是滿足這個(gè)行業(yè)的9-32VDC電壓范圍需求的，包括連接器都是快速插接應(yīng)用設(shè)計(jì)。

圖4-貝加萊移動裝備HMI

完整硬件架構(gòu)

貝加萊移動自動化包括了X90控制器及為惡劣環(huán)境而開發(fā)的移動面板，同樣高防護(hù)等級，寬溫，IP67的分布式I/O，通過CANopen、POWERLINK與控制器進(jìn)行連接，符合J1939的通信規(guī)約可以與發(fā)動機(jī)等車載設(shè)備進(jìn)行通信，傳遞協(xié)同信息。

在整個(gè)貝加萊移動自動化的控制系統(tǒng)架構(gòu)中，包括了控制器、分布式的I/O站、HMI、以及Automation Studio平臺的開發(fā)，以及滿足行業(yè)規(guī)約的J1939軟件模塊。

圖5-移動裝備控制系統(tǒng)構(gòu)成

貝加萊可以為移動類裝備提供完整的控制系統(tǒng)硬件與軟件支撐。

mapp無處不在

在其它的裝備制造業(yè)如印刷、包裝、塑料等，貝加萊開發(fā)了mapp功能，針對移動設(shè)備，其實(shí)，每個(gè)設(shè)備都有它自身的工藝Know-How，雖然看上去這些設(shè)備大而狀，卻有自己的獨(dú)門絕技來確保高效而安全的作業(yè)。

圖6-貝加萊軟件架構(gòu)

在圖6中，我們在硬件之上是實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，mapp應(yīng)用模塊，以及針對與建模仿真軟件的開放連接能力，以及為機(jī)器本身開發(fā)的應(yīng)用層。

貝加萊mapp是為裝備而開發(fā)的可復(fù)用的軟件模塊，在移動裝備里也有很多模塊可用，這樣用戶就可以快速配置一個(gè)機(jī)器的應(yīng)用。

圖7-mapp針對移動裝備的模塊

圖7中就是針對移動裝備的mapp模塊功能：

液壓閉環(huán)：對于履帶吊、挖掘機(jī)等設(shè)備來說，其實(shí)，他們就像一個(gè)液壓作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，液壓回路的閉環(huán)控制，關(guān)乎操作的精細(xì)。

轉(zhuǎn)向與驅(qū)動：快速的轉(zhuǎn)動，與發(fā)動機(jī)的協(xié)同，避免過沖，曲線平滑也是控制的要點(diǎn)。

防撞：塔吊的工作區(qū)間需要保障安全，不能與空間其它設(shè)備或人發(fā)生碰撞；

調(diào)平：對于瀝青攤鋪而言，必須確保地面的平整，即使在拐彎、上坡也要保證能夠按照設(shè)計(jì)的規(guī)范來保持一致性，否則，路面就會與行駛車輛的安全性相關(guān)。

防搖防晃：對于高空的吊裝、登高等作業(yè)來說，防止搖擺、晃動、傾翻都需要有效的機(jī)制來處理。

mapp的各種模塊為應(yīng)用提供了核心的工藝控制能力，這也是貝加萊經(jīng)驗(yàn)積累的厚度。

mapp的輔助功能設(shè)計(jì)

除了針對核心工藝的mapp功能封裝，貝加萊的mapp還有很多機(jī)器設(shè)計(jì)能力：

mappData針對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的能力；

mappTweet針對報(bào)警、事件的推送給維護(hù)、數(shù)據(jù)中心的能力；

mappUser用戶權(quán)限管理；

mappEnergy針對能源效率的管理；

mappAlarm機(jī)器的報(bào)警、日志等；

mapp......

未來集成作業(yè)體系

事實(shí)上，未來無論是農(nóng)業(yè)、道路工程、建筑工程，都會牽扯到各個(gè)車輛的協(xié)作，道路、農(nóng)場就如同一個(gè)工廠一樣，各個(gè)設(shè)備之間按照順序，工藝進(jìn)行層次作業(yè)，以提升最大的設(shè)備使用效率，確保計(jì)劃與調(diào)度的最優(yōu)。

通過X90的無線通信，例如對GPS/GSM的支持能力，這些設(shè)備之間可以將數(shù)據(jù)匯集到中央調(diào)度中心，根據(jù)每個(gè)階段設(shè)計(jì)規(guī)范，將其狀態(tài)匯集，以便根據(jù)制定的計(jì)劃來確保最優(yōu)的設(shè)備調(diào)度，包括工藝如混凝土配方、瀝青攪拌與攤鋪的參數(shù)、地理位置等工藝參數(shù)給到每個(gè)執(zhí)行的車載設(shè)備，以避免不必要的浪費(fèi)，或者由于延誤帶來的工期損耗，讓一條高速公路像一個(gè)機(jī)器一樣精準(zhǔn)的被生產(chǎn)出來。

圖8為我們描述了已經(jīng)正在發(fā)生的協(xié)同作業(yè)場景，這也是未來我們所期待的，因?yàn)?，人口紅利正在消失，依賴于機(jī)器的協(xié)作可以大幅提升效率，降低作業(yè)中的浪費(fèi)，提高投資回報(bào)，這都是努力的方向。

圖8-未來集成作業(yè)場景

廣泛應(yīng)用

圖9-已經(jīng)廣泛應(yīng)用的貝加萊X90系列

X90已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種移動車輛、AGV、鐵路、農(nóng)業(yè)機(jī)械，歡迎您來到2020年寶馬展，貝加萊展臺，與我們一同分享如何提升裝備智能水平。

在2020年11月24-27日，浦東新國際博覽中心即將舉辦的寶馬展（Bauma）上，貝加萊也將攜帶針對移動自動化的全系列產(chǎn)品、技術(shù)、方案與您見面，歡迎來到我們的展臺，期待與您的深度交流。

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