大概半年前,一个做无人机配送的朋友找到我,问了一个我完全没想到的问题:”你们搞PLC的,能不能给无人机做个自动充换电平台?”
我当时一愣。无人机不是天上飞的嘛,跟我搞PLC控制柜的有什么关系?后来听他仔细一说才明白——2026年低空经济这事儿是真的要落地了,而其中大部分基础设施,恰恰是我们搞工控的人擅长的活儿。
无人机也需要”停车场”和”充电桩”
我朋友的公司做无人机配送——就是你在外卖App上点个东西,无人机直接飞到你家楼顶的配送柜上把包裹放进去那种。他们公司在深圳和杭州已经跑了三条航线,今年要扩展到15个城市,每个城市要部署20到30个无人机起降场。
一个标准的无人机起降场长什么样?说穿了就是一个自动化的小型平台,大概4米×4米见方:
- 一个自动开合的顶盖或者舱门(无人机降落时打开,降落后关闭保护)
- 一套无人机自动充电或换电池的装置
- 一个机械臂或者传送带,用来装卸货物(把无人机上的包裹取下来,放到配送柜里)
- 气象传感器(风速、雨量、温度,决定无人机能不能起飞)
- 跟无人机飞控系统的通讯接口
你一看就明白了——这玩意儿不就是一套典型的自动化控制设备吗?PLC控制伺服电机开盖关盖、控制充电桩的通断、控制机械臂的取放动作、读取气象传感器的数据、通过以太网跟云端通讯。这不就是我们每天在工厂里干的事吗?只不过原来服务的是生产线,现在服务的是无人机。
我做的这个项目:无人机自动充换电站
我接的这个项目具体是做一套无人机自动换电站——无人机降落后自动换电池,不用人管。无人机续航一般在20到30分钟左右,跑一趟回来电量只剩20%不到了,需要一个地方快速换电池然后继续飞。
机械结构上:一套伺服滑台系统,把满电电池从充电仓里取出来,再把无人机上耗尽电的电池拆下来收进充电仓充电。和平常做的自动换刀装置、自动上下料装置原理一模一样。
电气控制上:我用了一台西门子S7-1200做主控(其实三菱FX5U也行,看甲方要求),通过Profinet控制两台V90伺服做XY轴定位。充电仓里有12个电池位,每个位置有独立的充电控制模块,通过Modbus RTU跟PLC通讯。加上舱门开关、定位传感器、温度传感器、急停和安全光幕,加起来不到40个IO点。
通讯上:PLC通过MQTT协议跟云端平台通讯——无人机飞到起降场上方后,云端把降落指令发给PLC,PLC打开舱门,启动引导指示灯和超声波传感器引导无人机精准降落。降落后PLC检测到降落完成信号,启动换电池流程。
搞工控的人干这个有天然优势
做这个项目过程中,我越来越觉得低空经济的基础设施,简直就是为咱们工控人量身定做的。为什么这么说?
第一,设备控制逻辑对我们来说太简单了。相比动辄几千步的产线控制程序,无人机起降场的控制逻辑其实很常规——顺序控制(开舱门→传感器检测→机械手动作→换电池→关舱门)+安全联锁+异常处理。做过自动化产线的兄弟闭着眼都能写。
第二,可靠性是我们的看家本领。无人机起降场是户外设备,风吹日晒雨淋,夏天深圳地表能到60度。这种环境可靠性的要求,跟我们在工厂里给恶劣环境做设备控制完全一样。IP防护等级怎么选、电缆怎么走、温度范围怎么考虑——这些经验我们在工厂里早就摸透了。
第三,成本控制。很多无人机公司刚开始做基础设施,一上来想用工业机器人或者高端的运动控制器。我去给他们算了一笔账:用工业机器人做一个换电池工作站,一台六轴机器人最少十几万;用PLC+伺服滑台自己做,两万块钱搞定,稳定性还一点不差。搞工控的兄弟都知道怎么用最少的钱干最多的事。
低空经济2026年真实落地情况
很多人觉得低空经济还是概念,但我从实际项目中看到的情况是——2026年它真的开始在现实里扎根了。
我朋友他们公司只是一个例子。据我了解,目前全国已经有十几个城市开放了低空经济试点,深圳、广州、杭州、成都、合肥走得比较快。每个试点城市都需要建设大量的地面基础设施——无人机配送站、巡检无人机起降平台、eVTOL电动垂直起降飞行器的充电站、物流无人机中转站。
这些设施的核心是什么?是自动控制。而自动控制的核心是什么?其实就是我们搞的PLC、伺服、传感器、通讯、HMI这一套。低空经济的本质,就是把我们工厂里的自动化技术,搬到城市的屋顶上、搬到郊外的停机坪上。
我给我群里几个兄弟聊这个事儿,有人说这是跨界太远了吧——但我们想想,十年前谁能想到新能源车的充电桩都要用PLC来控制?现在你去任何一个充电站看看,里面就是一个PLC控制柜。时代变了,但技术没变,变的是应用场景。
而且说实话,我个人觉得这个方向比传统工厂自动化有一个好处——标准化程度高。无人机起降场一旦定型,部署量是几十、几百甚至上千个,不像工厂项目每个都不一样。这意味着干一个项目写一套标准化程序,后面就是复制粘贴,毛利率比做非标设备舒服多了。
搞工控的兄弟如果想切入这个方向
我自己总结的几个建议:
1. 把MQTT通讯学会。无人机起降场普遍要走物联网通讯协议,PLC要跟云端平台对接。传统的Modbus TCP当然也行,但MQTT在物联网领域是事实标准。好在各大PLC品牌现在都有MQTT库或者扩展模块,上手不难。
2. 气象传感器熟起来。风速仪、雨量计、温湿度传感器、气压传感器——这些在工厂里用得相对少,但做户外设备就会常用。原理其实跟你用过的压力变送器、温度变送器一样,就是4-20mA或者Modbus输出,只是量程范围不同。
3. 安全冗余设计。无人机降落到你控制的站台上,如果控制失灵导致舱门没打开或者机械臂乱动,代价可不小。做这类项目,安全PLC、硬接线急停、双通道传感器冗余,这些设计思路得提前想好。
4. 关注当地的低空经济政策。国家发改委和民航局现在对低空经济支持力度很大,很多城市还有补贴。干这个方向的,可以多关注当地的政策动态,看看哪里有项目机会。
写在最后
说实话,搞了大半辈子工控,以前觉得这行就是跟工厂打交道。但最近这一年,我越来越觉得——自动化这个技术本身,正在走出工厂围墙。
新能源储能需要自动控制,智慧农业需要自动控制,现在低空经济也需要自动控制。我们的技能并没有过时,只是服务的场景在变。与其说这是转行,不如说这是咱们搞工控的兄弟们的一次机会——用十几年的老手艺,去做一件新事情。
你们有没有接过类似”跨界”的项目?或者你们觉得低空经济这事儿靠谱吗?来评论区聊聊,看看大家都是怎么想的。