宏集案例 | 挣脱线缆束缚：X5无线手持HMI赋能光伏工地AGV安全操控

随着光伏电站建设规模持续扩大，AGV等移动装备开始更多参与组件搬运、物料转运等施工环节。与传统工厂相比，光伏工地通常具有作业范围大、环境开放、运输路线长、设备移动频繁等特点，对现场操控方式也提出了不同要求。

项目背景

光伏工地AGV面临的新需求

某企业是国内光伏电站建设领域的智能装备与自动化解决方案提供商，长期深耕新能源基建场景，聚焦AGV等移动机器人在电站建设现场的落地应用，先后为多个大型地面电站项目提供组件搬运与物料流转自动化方案，在行业内积累了丰富的工程实施经验。

在某大型地面光伏电站项目中，AGV承担光伏组件从堆场到安装区的长距离运输，操作员需要跟随设备进行装载、路径调整和异常干预。

因此，项目组对操控设备提出了无线移动、功能安全、安全无线通信、多品牌PLC兼容以及户外环境适应等要求，希望在无线移动操控的同时，兼顾功能安全、通信可靠性和现场适应性。

传统方式为何

难以适应光伏场地AGV操控

01

有线HMI：操控距离受限

传统方案采用有线手持HMI，受线缆长度限制，操作半径通常只有5至10米。而本项目中AGV的运输路线从组件堆场到安装区长达数百米，操作员必须跟随AGV移动，反复拔插线缆费时且耗力。此外，空旷工地上线缆极易被施工车辆碾压、被光伏支架钩挂，经常出现断线故障，直接影响作业连续性。

02

普通无线终端：未经过功能安全认证

通用工业平板或无线遥控终端大多未经过功能安全认证，其通信链路不具备安全完整性等级评定。按照EN ISO 13849-1与IEC 61508的要求，涉及人员保护的急停与使能功能必须达到PL=d、SIL3等级，普通无线终端无法满足，急停信号也无法接入AGV的安全回路。这意味着AGV可能无法可靠停机，造成安全隐患。

03

通用WiFi：安全信号需要额外保护机制

即使选择无线方案，通用WiFi网络也是面向数据通信设计的，存在丢包、重传和延迟抖动。急停这类安全信号一旦丢失或被延迟，轻则影响作业，重则造成人身伤害或设备损坏。项目组需要的是在无线链路上依然能够保证安全信号准确传输的机制。

04

多品牌PLC：现场设备的兼容性问题

现场AGV控制器品牌不一，西门子、AB等主流PLC的通信协议互不兼容。若按品牌为每类AGV配置一台专用操控终端，不仅设备采购成本成倍增加，维护和管理也十分繁琐，操作员还需要学习多套完全不同的操作逻辑，误操作风险较大。

05

户外施工：设备需要适应真实工况

光伏电站施工环境与标准工业厂房存在明显差异。扬尘、路面颠簸、强光照射以及长时间户外操作，都对HMI的结构、防护、屏幕可视性和续航能力提出了更高的要求。设备还需要便于长时间手持，并支持操作员戴手套操作。

宏集EXOR X5无线HMI

构建无线安全操控链路

针对上述需求，项目组最终采用宏集EXOR X5无线手持HMI套装。

整体方案由X5无线手持HMI、Xbase通信基站以及Xcharging充电座组成。应用基于JMobile平台开发，X5无线HMI负责现场移动操控，Xbase负责与AGV控制系统进行通信及安全信号接口。

X5无线HMI

Xcharging充电座

Xbase通信基站

方案架构

整体架构形成：操作员 → X5无线HMI → 安全无线通信 → Xbase → AGV控制系统。

其中，X5无线HMI与Xbase之间采用安全通信机制传输关键安全信号；Xbase通过工业以太网与AGV控制器连接，并根据现场控制系统配置实现不同PLC及工业协议的接入。

这种架构把移动操控、安全通信和PLC通信进行了分层处理，在满足现场操控需求的同时，也为后续系统扩展留下了空间。

方案架构

1

X5 无线HMI手持端：移动操控核心

X5无线HMI配备5寸TFT彩色触摸屏（480x272，64K色），集成带指示灯的SIL3紧急停止按钮、3位使能开关、16位选择器和19个用户可编程选择键，0.8kg的轻量化设计配合人体工学布局，让操作员可以单手稳定握持、戴手套完成各项操作。

在实际作业中，操作员可手持X5跟随AGV往返于堆场与安装区，现场就能完成组件装载确认、路径微调、急停干预等操作。IP64防护等级和抗跌落设计，让设备在扬尘颠簸的工地环境中保持稳定可靠。

2

Xbase基站与SIL3安全链路

Xbase通讯基站与X5无线HMI通过2.4GHz/5GHz双频WiFi点对点组网，支持免接触配对（no-touch pairing），现场开机即可快速建立连接。急停、使能等安全信号在“黑通道（black channel）”上以SIL3安全协议端到端传输，到达Xbase后经硬接线安全输出接入AGV安全回路，确保任何时刻按下急停，AGV都能立即可靠停机。

Xbase配备2路以太网口，实现WAN/LAN网络隔离，既可作为现场控制网络的安全接入点，也可连接上层管理系统，为后续数字化扩展预留了接口。

3

多PLC协议统一接入

Xbase支持200余种通信协议，覆盖西门子S7、AB、三菱、欧姆龙、Modbus TCP、OPC UA、MQTT等主流协议。Xbase作为网关，同时连接不同品牌AGV控制器，控制指令与状态数据统一汇聚到X5界面，一台设备就可以操控全场AGV。

4

JMobile平台与CORVINA云生态

X5无线HMI应用基于EXOR JMobile平台开发。通过JMobile可以完成HMI画面、变量、报警及操作逻辑等应用开发，并支持工程在不同设备之间复用。

对于需要部署多台终端或后续扩展的项目，可以减少重复开发工作，缩短项目实施周期。

方案应用成效

与传统有线操控方式相比，这套方案的价值并不仅仅是增加了无线连接，而是围绕移动性、安全性和兼容性对现场操控方式进行了重新设计。

01

提升现场作业效率

采用无线手持HMI后，操作员无需频繁往返于固定控制台与AGV之间，可以跟随设备移动，在组件装载、运输及异常处理等环节直接进行操作，减少了人员移动和等待时间，有助于提高整体施工组织效率。

02

为安全交付提供技术支撑

针对AGV现场操控中的安全需求，方案将SIL3急停与使能功能、安全通信机制以及硬接线安全输出结合起来，构建从手持终端到AGV安全回路的完整安全链路。

其中，基于“黑通道（Black Channel）”原理的安全通信机制用于保障关键安全信号的可靠传输，为项目安全评审和最终验收提供了相应的技术支撑。

03

简化多设备的终端配置与管理

通过X5无线HMI与Xbase的组合，并利用Xbase对多种工业通信协议的支持，一套操控终端可以适配现场不同品牌的AGV控制系统。

相比针对不同PLC或AGV分别配置专用终端，这种方式有助于减少终端设备及备件的配置数量，同时降低操作培训和日常管理的复杂度。统一的操作界面和使用方式，也有助于减少因操作习惯差异带来的误操作。

04

减少故障，降低现场运维压力

传统有线手持终端在移动施工现场容易受到线缆拖拽、磨损、钩挂甚至车辆碾压等因素的影响。采用无线手持HMI后，减少了此类线缆相关故障及维护工作。

同时，结合CORVINA云平台的设备状态监控和报警机制，运维人员可以更及时地发现异常并进行处理，从而减少因通信或设备异常造成的非计划停机。

客户收益

方案部署后，项目在作业效率、安全合规和设备管理方面得到改善。无线移动操控减少了操作员往返固定控制台的时间，提升AGV作业灵活性；SIL3安全功能与“黑通道”安全通信满足现场安全要求；多协议兼容减少了不同品牌AGV的终端配置和管理成本，同时避免了传统有线设备的线缆磨损问题，为现场连续作业和后续运维提供了支持。

关于宏集EXOR X移动手持HMI

宏集EXOR X系列移动手持HMI面向机器人、AGV/LGV及大型机械等动态工业场景，将设备操作从固定控制柜延伸至现场。产品集成高亮触控屏、急停及使能开关，安全功能支持最高SIL 3、PLe等级。针对无线及智能有线版本，采用Safety Black Channel黑通道安全通信技术，实现安全信号可靠传输，在保持无线操作灵活性的同时满足机器安全控制需求。

该系列提供有线、智能有线和无线三种架构，提供5英寸、7英寸和10英寸规格，为移动机器人及大型装备提供兼顾安全性、灵活性与操作体验的人机交互方案。

总结

对于光伏工地这样的开放式施工环境，AGV的应用需要以更加灵活和安全的方式完成操控。宏集EXOR X5无线HMI通过无线移动操控、功能安全、安全通信及多协议兼容等功能，为该项目提供了安全、高效、易用的移动操控体验。