移動(dòng)設備無(wú)處不在

每天，我們的生活周邊都離不開(kāi)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，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(chē)等，移動(dòng)類(lèi)設備在我們的生活中無(wú)處不在。

農業(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、城市生活建設緊密相關(guān)。農業(yè)現代化、更美好便捷的城市生活、高品質(zhì)的居住條件，這一切都來(lái)自于大量的工程類(lèi)設備的應用，這些設備的共同特點(diǎn)是“移動(dòng)”—不像生產(chǎn)線(xiàn)設備在車(chē)間的屋頂之下，這些帶有輪子/履帶的設備，生存在極其惡劣的環(huán)境里。

圖1-廣泛在我們身邊的移動(dòng)裝備

嚴苛環(huán)境下工作的大家伙

就像挖掘機經(jīng)常要工作在泥潭里，而筑路設備都得反復振動(dòng)，而油污、冷凝，夏天的高溫、冬天在北方的嚴寒地帶，這些移動(dòng)的設備依然要良好工作，而且，他們有時(shí)候會(huì )肩負非常危險的環(huán)境中執行搶險救災任務(wù)，就像消防車(chē)出現在火場(chǎng)—他們需要高速響應能力，因為時(shí)間關(guān)乎生命，而挖掘機出現在地震災區一樣。

圖2-移動(dòng)裝備嚴苛的工作環(huán)境

在傳統上，這些大家伙似乎都是轟鳴中，像巨無(wú)霸一樣的展現著(zhù)“鋼鐵魅力”，人們就想著(zhù)他們似乎并不像舞者的輕盈，或者反應不是那么迅速，因為他們看上去像個(gè)“傻大個(gè)”一樣。

其實(shí)，了解他們的人，都知道，這些移動(dòng)裝備有著(zhù)非常高的智能水平，他們的自動(dòng)化程度也是非常高的，他們除了外表粗狂，其實(shí)內心一樣秀麗，因為，與工廠(chǎng)生產(chǎn)講求效率是一樣的，高效的機器與生產(chǎn)效率緊密相關(guān)，他們對控制器有著(zhù)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(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域，這個(gè)家伙就是X90移動(dòng)自動(dòng)化，它的外觀(guān)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，內部的減震細節設計使得它可以承受5g的振動(dòng)沖擊，IP69K防護等級，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證，確保它能夠在鹽霧侵蝕的環(huán)境下工作。

貝加萊X90移動(dòng)裝備控制器

嚴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，它也能可靠運行。由于移動(dòng)設備通常需要采用直流供電，因此它的I/O配置都是滿(mǎn)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用設計。

圖4-貝加萊移動(dòng)裝備HMI

完整硬件架構

貝加萊移動(dòng)自動(dòng)化包括了X90控制器及為惡劣環(huán)境而開(kāi)發(fā)的移動(dòng)面板，同樣高防護等級，寬溫，IP67的分布式I/O，通過(guò)CANopen、POWERLINK與控制器進(jìn)行連接，符合J1939的通信規約可以與發(fā)動(dòng)機等車(chē)載設備進(jìn)行通信，傳遞協(xié)同信息。

在整個(gè)貝加萊移動(dòng)自動(dòng)化的控制系統架構中，包括了控制器、分布式的I/O站、HMI、以及Automation Studio平臺的開(kāi)發(fā)，以及滿(mǎn)足行業(yè)規約的J1939軟件模塊。

圖5-移動(dòng)裝備控制系統構成

貝加萊可以為移動(dòng)類(lèi)裝備提供完整的控制系統硬件與軟件支撐。 

mapp無(wú)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(kāi)發(fā)了mapp功能，針對移動(dòng)設備，其實(shí)，每個(gè)設備都有它自身的工藝Know-How，雖然看上去這些設備大而狀，卻有自己的獨門(mén)絕技來(lái)確保高效而安全的作業(yè)。

圖6-貝加萊軟件架構

在圖6中，我們在硬件之上是實(shí)時(shí)運行環(huán)境，mapp應用模塊，以及針對與建模仿真軟件的開(kāi)放連接能力，以及為機器本身開(kāi)發(fā)的應用層。 

貝加萊mapp是為裝備而開(kāi)發(fā)的可復用的軟件模塊，在移動(dòng)裝備里也有很多模塊可用，這樣用戶(hù)就可以快速配置一個(gè)機器的應用。

圖7-mapp針對移動(dòng)裝備的模塊

圖7中就是針對移動(dòng)裝備的mapp模塊功能：

• 液壓閉環(huán)：對于履帶吊、挖掘機等設備來(lái)說(shuō)，其實(shí)，他們就像一個(gè)液壓作為執行機構的機器人，液壓回路的閉環(huán)控制，關(guān)乎操作的精細。

• 轉向與驅動(dòng)：快速的轉動(dòng)，與發(fā)動(dòng)機的協(xié)同，避免過(guò)沖，曲線(xiàn)平滑也是控制的要點(diǎn)。

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

• 調平：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計的規范來(lái)保持一致性，否則，路面就會(huì )與行駛車(chē)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(lái)說(shuō)，防止搖擺、晃動(dòng)、傾翻都需要有效的機制來(lái)處理。mapp的各種模塊為應用提供了核心的工藝控制能力，這也是貝加萊經(jīng)驗積累的厚度。 

mapp的輔助功能設計

• 除了針對核心工藝的mapp功能封裝，貝加萊的mapp還有很多機器設計能力：

• mappData針對數據統計的能力；

• mappTweet針對報警、事件的推送給維護、數據中心的能力；

• mappUser用戶(hù)權限管理；

• mappEnergy針對能源效率的管理；

• mappAlarm機器的報警、日志等；

• mapp......

未來(lái)集成作業(yè)體系

事實(shí)上，未來(lái)無(wú)論是農業(yè)、道路工程、建筑工程，都會(huì )牽扯到各個(gè)車(chē)輛的協(xié)作，道路、農場(chǎng)就如同一個(gè)工廠(chǎng)一樣，各個(gè)設備之間按照順序，工藝進(jìn)行層次作業(yè)，以提升最大的設備使用效率，確保計劃與調度的最優(yōu)。 

通過(guò)X90的無(wú)線(xiàn)通信，例如對GPS/GSM的支持能力，這些設備之間可以將數據匯集到中央調度中心，根據每個(gè)階段設計規范，將其狀態(tài)匯集，以便根據制定的計劃來(lái)確保最優(yōu)的設備調度，包括工藝如混凝土配方、瀝青攪拌與攤鋪的參數、地理位置等工藝參數給到每個(gè)執行的車(chē)載設備，以避免不必要的浪費，或者由于延誤帶來(lái)的工期損耗，讓一條高速公路像一個(gè)機器一樣精準的被生產(chǎn)出來(lái)。

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

圖8-未來(lái)集成作業(yè)場(chǎng)景

廣泛應用

圖9-已經(jīng)廣泛應用的貝加萊X90系列

X90已經(jīng)被廣泛應用于各種移動(dòng)車(chē)輛、AGV、鐵路、農業(yè)機械，歡迎您來(lái)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(dòng)自動(dòng)化的全系列產(chǎn)品、技術(shù)、方案與您見(jiàn)面，歡迎來(lái)到我們的展臺，期待與您的深度交流。

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個(gè)總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創(chuàng )新驅動(dòng)型自動(dòng)化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠(chǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力，為各個(gè)產(chǎn)業(yè)客戶(hù)提供機器與工廠(chǎng)自動(dòng)化、運動(dòng)控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動(dòng)化工程的未來(lái)。貝加萊保持持續的創(chuàng )新精神，為客戶(hù)提供更為簡(jiǎn)化以及超出預期的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。