皮帶設(shè)備無線通信系統(tǒng)研究論文
摘要:無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量大，傳輸距離遠(yuǎn)，全透明、異步實(shí)時(shí)傳輸，使用標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊協(xié)議，無需特別設(shè)置及編程，即可提供一路通用的數(shù)字輸出。在港口皮帶設(shè)備上采用無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有施工方便、經(jīng)濟(jì)性好、易于擴(kuò)展、易于維護(hù)、方便使用的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:無線通信系統(tǒng);港口皮帶設(shè)備;遠(yuǎn)程控制
1引言
隨著我公司木片卸船量的增多，3#、4#、5#門機(jī)拖掛漏斗皮帶與木片大皮帶沒有聯(lián)動的問題日益凸顯。為解決這一問題，采用無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對3臺拖掛漏斗皮帶的遠(yuǎn)程啟停控制，達(dá)到降低皮帶故障、降低人工清料費(fèi)用、提高設(shè)備安全性、提高作業(yè)效率的目的。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
岸邊木片皮帶與門機(jī)連鎖系統(tǒng)有3#、4#、5#門機(jī)拖掛漏斗皮帶3條，岸邊木片皮帶的運(yùn)行分別與門機(jī)拖掛漏斗皮帶的運(yùn)行和停止進(jìn)行連鎖，并將每一臺拖掛漏斗皮帶機(jī)運(yùn)行信息、連鎖信息、通訊故障等采集至木片上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控、科學(xué)管理。在拖掛漏斗皮帶的.控制箱上有本地、遠(yuǎn)程切換旋鈕。本地按鈕控制皮帶機(jī)在本地啟停，無線傳輸不起作用。機(jī)械檢修或木片皮帶不作業(yè)時(shí)，應(yīng)將旋鈕切換至本地狀態(tài)。遠(yuǎn)程切換按鈕控制皮帶機(jī)連鎖投入，使拖掛漏斗皮帶的啟停與木片系統(tǒng)的啟停有連鎖關(guān)系。木片系統(tǒng)最后一條皮帶啟動;則拖掛漏斗皮帶啟動，木片系統(tǒng)最后一條皮帶停止，則拖掛漏斗皮帶停止。上位機(jī)操作系統(tǒng)由數(shù)據(jù)總服務(wù)器及上位機(jī)軟件組成，上位機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的最終存儲、顯示、生成報(bào)表、打印等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
3系統(tǒng)硬件選型與實(shí)施
3．1數(shù)傳電臺選型數(shù)傳電臺采用。MDS系列產(chǎn)品，MDS數(shù)字電臺覆蓋頻率為220～222MHz，220～240MHz，330～512MHz，800～960MHz，其數(shù)據(jù)吞吐量大，傳輸距離遠(yuǎn)，全透明、異步實(shí)時(shí)傳輸，使用標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊協(xié)議，無需特別設(shè)置及編程即可提供一路通用的數(shù)字輸出。MDS數(shù)字電臺可在現(xiàn)場設(shè)置為主站或子站，支持各種收發(fā)頻率間隔，所有電臺均支持網(wǎng)管。電臺設(shè)計(jì)出色，可在在干擾嚴(yán)重的惡劣環(huán)境下使用，在傳輸路徑阻擋的情況下同樣表現(xiàn)優(yōu)異。3．2PLC選型PLC選用。Micro820控制器，該控制器專用于遠(yuǎn)程自動化項(xiàng)目。Micro820協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊將皮帶運(yùn)行信號取出后，在木薯干中控室接入數(shù)傳電臺，將運(yùn)行信號向3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶機(jī)發(fā)送。
4系統(tǒng)功能
4．1皮帶運(yùn)行信號處理。每個(gè)數(shù)傳電臺均配置Micro820PLC1臺，用于運(yùn)行信號的可靠性處理，判斷信號是否由皮帶運(yùn)行發(fā)出或是通訊問題誤判，以及通訊的故障診斷數(shù)據(jù)的收集，與上位機(jī)的通訊等，保證3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶機(jī)所收到的皮帶運(yùn)行信號實(shí)時(shí)、可靠、穩(wěn)定。4．2連鎖的處理。3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶與木片皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)連鎖。木片皮帶啟/停止后1s內(nèi)上述拖掛漏斗皮帶機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動啟/停。在拖掛漏斗掛箱上加裝選擇開關(guān)，選擇由本地或遠(yuǎn)程控制。在遠(yuǎn)程控制模式下，其控制信號來自于Micro820PLC;在本地控制模式下，只受掛箱按鈕控制，不受其他連鎖控制。4．3上位機(jī)系統(tǒng)編制。上位機(jī)對相關(guān)狀態(tài)、木片機(jī)的運(yùn)行狀況、通訊狀況進(jìn)行顯示與診斷，顯示木片機(jī)當(dāng)前是否在運(yùn)行，通訊是否正常，控制是在本地還是在遠(yuǎn)程。
5系統(tǒng)軟件及程序
5．1modbus通訊協(xié)議。PLC主從站之間采用Modbus通信協(xié)議，具有以下特點(diǎn):(1)標(biāo)準(zhǔn)、開放，用戶可以免費(fèi)、放心地使用Modbus協(xié)議，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產(chǎn)品超過600種。(2)Modbus可以支持多種電氣接口，如ＲS-232、ＲS-485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。(3)Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂，用戶使用容易，廠商開發(fā)簡單。5．2PLC主從站通訊檢測輪詢程序。圖2為PLC主站輪詢程序的一段，上電后當(dāng)MSG_INDEX=0時(shí)，開始執(zhí)行主從之間的通訊程序。當(dāng)出錯(cuò)或執(zhí)行完一個(gè)從站時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)從站的輪詢。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，從站反應(yīng)時(shí)間在1～5s之間。極個(gè)別情況下，通訊延時(shí)有5s。5．3上位機(jī)監(jiān)視。上位機(jī)用于顯示及記錄無線通信狀態(tài)，通訊故障記錄采用長期歸檔，保存時(shí)間為4周。上位機(jī)與主站之間采用MODBUSTCP轉(zhuǎn)OPC的方式通訊。首先用KEPWAＲE將主站與上位機(jī)建立通訊，然后用wincc讀取OPC服務(wù)器的狀態(tài)。在上位機(jī)wincc主畫面右側(cè)有3個(gè)狀態(tài)指示，分別對應(yīng)3#、4#、5#門機(jī)的無線狀態(tài)，綠色為正常，紅色為故障。故障記錄可以記錄最近4周的通訊故障。如上位機(jī)重啟后，可在故障記錄畫面點(diǎn)擊長期歸檔，查看歸檔的故障。
6結(jié)語
通過近1年的使用，該無線通信系統(tǒng)性能可靠，未出現(xiàn)丟碼、誤碼現(xiàn)象，能保證流程可靠運(yùn)行，用無線通信進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息采集及控制信號傳輸，相對有線控制方式造價(jià)低廉、維護(hù)方便。
作者:賈洪瑞 滕健 孫振宇 張強(qiáng) 單位:1.日照港裕廊碼頭有限公司 2.日照港集團(tuán)有限公司第三港務(wù)分公司
參考文獻(xiàn)
［1］華镕．從Modbus到透明就緒———施耐德電氣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、設(shè)計(jì)、安裝和應(yīng)用［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009．
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