贝加莱装甲兵——让重工机械舞步轻盈

移动设备无处不在

每天，我们的生活周边都离不开这些大型装备的身影，谷物的种植、除草、施肥、收割、秸秆成卷，在城市里包括大楼的建设挖掘、旋挖钻、桩基、混凝土、塔吊等，而在道路方面则由大量的挖掘、装载、混凝土、沥青搅拌与摊铺、压路机，包括市政日常的铣路，登高、清洁，也有紧急状态下的消防车等，移动类设备在我们的生活中无处不在。

农业、建筑与工程、市政工程这些领域，都与我们的日常生活、居住、城市生活建设紧密相关。农业现代化、更美好便捷的城市生活、高品质的居住条件，这一切都来自于大量的工程类设备的应用，这些设备的共同特点是“移动”—不像生产线设备在车间的屋顶之下，这些带有轮子/履带的设备，生存在极其恶劣的环境里。

图1-广泛在我们身边的移动装备

严苛环境下工作的大家伙

就像挖掘机经常要工作在泥潭里，而筑路设备都得反复振动，而油污、冷凝，夏天的高温、冬天在北方的严寒地带，这些移动的设备依然要良好工作，而且，他们有时候会肩负非常危险的环境中执行抢险救灾任务，就像消防车出现在火场—他们需要高速响应能力，因为时间关乎生命，而挖掘机出现在地震灾区一样。

图2-移动装备严苛的工作环境

在传统上，这些大家伙似乎都是轰鸣中，像巨无霸一样的展现着“钢铁魅力”，人们就想着他们似乎并不像舞者的轻盈，或者反应不是那么迅速，因为他们看上去像个“傻大个”一样。

其实，了解他们的人，都知道，这些移动装备有着非常高的智能水平，他们的自动化程度也是非常高的，他们除了外表粗狂，其实内心一样秀丽，因为，与工厂生产讲求效率是一样的，高效的机器与生产效率紧密相关，他们对控制器有着一样智能的需求。

量体裁衣的控制器

早在2010年，贝加莱就已经投入了移动自动化领域，这个家伙就是X90移动自动化，它的外观棱角分明，硬朗形体又散发精致容颜，采用铝合金压铸外壳，内部的减震细节设计使得它可以承受5g的振动冲击，IP69K防护等级，承受在泥泞、粉尘环境下的工作，并且它还获得了船级社认证，确保它能够在盐雾侵蚀的环境下工作。

贝加莱X90移动装备控制器

严寒与酷暑不能阻止它的辛勤工作，零下40~85摄氏度的工作温度下，它也能可靠运行。由于移动设备通常需要采用直流供电，因此它的I/O配置都是满足这个行业的9-32VDC电压范围需求的，包括连接器都是快速插接应用设计。

图4-贝加莱移动装备HMI

完整硬件架构

贝加莱移动自动化包括了X90控制器及为恶劣环境而开发的移动面板，同样高防护等级，宽温，IP67的分布式I/O，通过CANopen、POWERLINK与控制器进行连接，符合J1939的通信规约可以与发动机等车载设备进行通信，传递协同信息。

在整个贝加莱移动自动化的控制系统架构中，包括了控制器、分布式的I/O站、HMI、以及Automation Studio平台的开发，以及满足行业规约的J1939软件模块。

图5-移动装备控制系统构成

贝加莱可以为移动类装备提供完整的控制系统硬件与软件支撑。

mapp无处不在

在其它的装备制造业如印刷、包装、塑料等，贝加莱开发了mapp功能，针对移动设备，其实，每个设备都有它自身的工艺Know-How，虽然看上去这些设备大而状，却有自己的独门绝技来确保高效而安全的作业。

图6-贝加莱软件架构

在图6中，我们在硬件之上是实时运行环境，mapp应用模块，以及针对与建模仿真软件的开放连接能力，以及为机器本身开发的应用层。

贝加莱mapp是为装备而开发的可复用的软件模块，在移动装备里也有很多模块可用，这样用户就可以快速配置一个机器的应用。

图7-mapp针对移动装备的模块

图7中就是针对移动装备的mapp模块功能：

        液压闭环：对于履带吊、挖掘机等设备来说，其实，他们就像一个液压作为执行机构的机器人，液压回路的闭环控制，关乎操作的精细。

        转向与驱动：快速的转动，与发动机的协同，避免过冲，曲线平滑也是控制的要点。

        防撞：塔吊的工作区间需要保障安全，不能与空间其它设备或人发生碰撞；

        调平：对于沥青摊铺而言，必须确保地面的平整，即使在拐弯、上坡也要保证能够按照设计的规范来保持一致性，否则，路面就会与行驶车辆的安全性相关。

        防摇防晃：对于高空的吊装、登高等作业来说，防止摇摆、晃动、倾翻都需要有效的机制来处理。

mapp的各种模块为应用提供了核心的工艺控制能力，这也是贝加莱经验积累的厚度。

mapp的辅助功能设计

除了针对核心工艺的mapp功能封装，贝加莱的mapp还有很多机器设计能力：

        mappData针对数据统计的能力；

        mappTweet针对报警、事件的推送给维护、数据中心的能力；

        mappUser用户权限管理；

        mappEnergy针对能源效率的管理；

        mappAlarm机器的报警、日志等；

        mapp......

未来集成作业体系

事实上，未来无论是农业、道路工程、建筑工程，都会牵扯到各个车辆的协作，道路、农场就如同一个工厂一样，各个设备之间按照顺序，工艺进行层次作业，以提升最大的设备使用效率，确保计划与调度的最优。

通过X90的无线通信，例如对GPS/GSM的支持能力，这些设备之间可以将数据汇集到中央调度中心，根据每个阶段设计规范，将其状态汇集，以便根据制定的计划来确保最优的设备调度，包括工艺如混凝土配方、沥青搅拌与摊铺的参数、地理位置等工艺参数给到每个执行的车载设备，以避免不必要的浪费，或者由于延误带来的工期损耗，让一条高速公路像一个机器一样精准的被生产出来。

图8为我们描述了已经正在发生的协同作业场景，这也是未来我们所期待的，因为，人口红利正在消失，依赖于机器的协作可以大幅提升效率，降低作业中的浪费，提高投资回报，这都是努力的方向。

图8-未来集成作业场景

广泛应用

图9-已经广泛应用的贝加莱X90系列

X90已经被广泛应用于各种移动车辆、AGV、铁路、农业机械，欢迎您来到2020年宝马展，贝加莱展台，与我们一同分享如何提升装备智能水平。

在2020年11月24-27日，浦东新国际博览中心即将举办的宝马展（Bauma）上，贝加莱也将携带针对移动自动化的全系列产品、技术、方案与您见面，欢迎来到我们的展台，期待与您的深度交流。

关于贝加莱

贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业，2017年7月，贝加莱成为ABB集团全球机器与工厂自动化业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者，贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力，为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过工业物联网通信标准如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及贝加莱强大的Automation Studio软件开发环境，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。贝加莱保持持续的创新精神，为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。

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