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移動設備無處不在

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)下的消防車等，移動類設備在我們的生活中無處不在。

農(nóng)業(yè)、建筑與工程、市政工程這些領域，都與我們的日常生活、居住、城市生活建設緊密相關。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備的應用，這些設備的共同特點是“移動”—不像生產(chǎn)線設備在車間的屋頂之下，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，而油污、冷凝，夏天的高溫、冬天在北方的嚴寒地帶，這些移動的設備依然要良好工作，而且，他們有時候會肩負非常危險的環(huán)境中執(zhí)行搶險救災任務，就像消防車出現(xiàn)在火場—他們需要高速響應能力，因為時間關乎生命，而挖掘機出現(xiàn)在地震災區(qū)一樣。

圖2-移動裝備嚴苛的工作環(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，或者反應不是那么迅速，因為他們看上去像個“傻大個”一樣。

其實，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，其實內(nèi)心一樣秀麗，因為，與工廠生產(chǎn)講求效率是一樣的，高效的機器與生產(chǎn)效率緊密相關，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域，這個家伙就是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)部的減震細節(jié)設計使得它可以承受5g的振動沖擊，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。由于移動設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-貝加萊移動裝備HMI

完整硬件架構

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，同樣高防護等級，寬溫，IP67的分布式I/O，通過CANopen、POWERLINK與控制器進行連接，符合J1939的通信規(guī)約可以與發(fā)動機等車載設備進行通信，傳遞協(xié)同信息。

在整個貝加萊移動自動化的控制系統(tǒng)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，針對移動設備，其實，每個設備都有它自身的工藝Know-How，雖然看上去這些設備大而狀，卻有自己的獨門絕技來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時運行環(huán)境，mapp應用模塊，以及針對與建模仿真軟件的開放連接能力，以及為機器本身開發(fā)的應用層。 

貝加萊mapp是為裝備而開發(fā)的可復用的軟件模塊，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機器的應用。

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、挖掘機等設備來說，其實，他們就像一個液壓作為執(zhí)行機構的機器人，液壓回路的閉環(huán)控制，關乎操作的精細。

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

• 防撞：塔吊的工作區(qū)間需要保障安全，不能與空間其它設備或人發(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計的規(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。

• 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制來處理。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(shù)據(jù)統(tǒng)計的能力；

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

• mappUser用戶權限管理；

• mappEnergy針對能源效率的管理；

• mappAlarm機器的報警、日志等；

• mapp......

未來集成作業(yè)體系

事實上，未來無論是農(nóng)業(yè)、道路工程、建筑工程，都會牽扯到各個車輛的協(xié)作，道路、農(nóng)場就如同一個工廠一樣，各個設備之間按照順序，工藝進行層次作業(yè)，以提升最大的設備使用效率，確保計劃與調(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)每個階段設計規(guī)范，將其狀態(tài)匯集，以便根據(jù)制定的計劃來確保最優(yōu)的設備調(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)給到每個執(zhí)行的車載設備，以避免不必要的浪費，或者由于延誤帶來的工期損耗，讓一條高速公路像一個機器一樣精準的被生產(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，因為，人口紅利正在消失，依賴于機器的協(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-未來集成作業(yè)場景

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車輛、AGV、鐵路、農(nóng)業(yè)機械，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、方案與您見面，歡迎來到我們的展臺，期待與您的深度交流。

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創(chuàng)新驅(qū)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠自動化業(yè)務單元。作為全球工業(yè)自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業(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軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業(yè)自動化領域前沿技術與方案。