張　偉

[摘要]介紹無(wú)線通訊技術(shù)在原料場(chǎng)堆取料機(jī)與地面數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用,該系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)兩部分組成,采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線通訊方式,可以保證堆取料機(jī)與地面皮帶的連鎖控制實(shí)時(shí)、有效、可靠。該技術(shù)的應(yīng)用可以降低設(shè)備的維修費(fèi)用和備件費(fèi)用,帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]無(wú)線通訊堆取料機(jī)數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類(lèi)號(hào):TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0710029-01

一、前言

我們第三原料場(chǎng)計(jì)劃于2008年12月投產(chǎn)使用,共有7臺(tái)堆、取料機(jī),擔(dān)負(fù)著儲(chǔ)存、輸送435燒結(jié)機(jī)原料和為200萬(wàn)噸球團(tuán)生產(chǎn)線供應(yīng)鐵精粉的重要任務(wù)。堆取料機(jī)與地面的信號(hào)連鎖與通訊設(shè)計(jì)采用無(wú)線傳輸,主要是因?yàn)椴捎没|線通訊會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)地面皮帶與堆、取料機(jī)小皮帶的自動(dòng)連鎖信號(hào)中斷,造成皮帶壓料、燒壞電機(jī)等故障;嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)。據(jù)過(guò)去統(tǒng)計(jì),滑觸線故障率占堆取料機(jī)總故障的70%,這已經(jīng)成為制約堆料、取料正常運(yùn)行的瓶頸。

二、問(wèn)題分析

造成堆取料機(jī)與地面通訊信號(hào)丟失的原因有很多,主要有以下幾種:

1.堆取料機(jī)道軌地基下沉不均,軌道安裝不直,滑觸線隨著皮帶機(jī)支架產(chǎn)生的震動(dòng),以及滑線安裝誤差等原因,使得通訊滑觸線變形破損,集電器支架變形,集電器脫落,導(dǎo)致碳刷與滑線經(jīng)常接觸不良,自動(dòng)連鎖信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù),地面控制失靈。

2.現(xiàn)場(chǎng)物料導(dǎo)電粉塵濃度高,硬度大磨損嚴(yán)重,易造成滑觸線斷路和短路。

3.受雨雪等惡劣天氣的影響,滑觸線絕緣經(jīng)常被破壞,也易導(dǎo)致連鎖和通訊傳輸故障。

三、設(shè)備方案

(一)數(shù)據(jù)傳輸方式的選擇

目前,各大鋼鐵公司原料場(chǎng)堆、取料機(jī)與地面的通訊傳輸方式分有線傳輸和無(wú)線傳輸兩種。有線傳輸一般采用多芯通訊電纜、電纜卷筒或者滑觸線。電纜卷筒配用的力矩電機(jī)容易損壞;通訊電纜抗拉強(qiáng)度低易拉斷;滑觸線通訊屬于有觸點(diǎn)通訊,信號(hào)衰減大,易損壞。近年來(lái),隨著無(wú)線通訊技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以及PLC控制技術(shù)與無(wú)線通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合,無(wú)線通訊傳輸方式,以其優(yōu)良的性能價(jià)格比得到迅速發(fā)展。結(jié)合第三原料場(chǎng)的特點(diǎn):堆取料機(jī)數(shù)量大,分布較集中;料場(chǎng)料堆較高,料的導(dǎo)電性強(qiáng);料場(chǎng)附近PLC控制系統(tǒng)較多。經(jīng)過(guò)慎重考慮,決定采用工業(yè)以太網(wǎng)無(wú)線通訊方式,實(shí)現(xiàn)連鎖信號(hào)的以太網(wǎng)無(wú)線傳輸。在中央控制室設(shè)主站,各堆、取料機(jī)設(shè)分站,搭建局部無(wú)線以太網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)主站與子站的通訊,從而實(shí)現(xiàn)連鎖控制信號(hào)的實(shí)時(shí)、可靠、有效的傳輸。

(二)無(wú)線傳輸系統(tǒng)的組成和原理

圖1工業(yè)以太網(wǎng)與無(wú)線通訊模塊的連接示意圖

該系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)和無(wú)線通訊系統(tǒng)兩部分組成,系統(tǒng)采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線通訊方式。數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備及集線器,連接到局部以太網(wǎng)上,然后再由基于以太網(wǎng)的無(wú)線設(shè)備發(fā)送到各子站或由各子站轉(zhuǎn)送到主站。

系統(tǒng)主站設(shè)有兩臺(tái)無(wú)線通訊設(shè)備,一臺(tái)控制一次料場(chǎng)四臺(tái)車(chē)另一臺(tái)控制二次料場(chǎng)三臺(tái)車(chē),安裝在料場(chǎng)中央控制室,堆取1#、堆取2#、堆取3#、堆取4#和混堆機(jī)、取1#、取2#分別為7個(gè)子站,分別安裝在7臺(tái)大車(chē)上。選擇全向天線,可以365°發(fā)射和接收,不受堆、取料機(jī)回轉(zhuǎn)角度的影響。工業(yè)以太網(wǎng)與無(wú)線通訊模塊的連接示意圖見(jiàn)圖1,系統(tǒng)方案圖見(jiàn)圖2。

圖2系統(tǒng)方案圖

(三)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

1.全集成,一體化的解決方案。由結(jié)構(gòu)可看出,系統(tǒng)集成了PLC自動(dòng)控制、無(wú)線通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù),將有線和無(wú)線、電氣和PLC、PLC與PLC、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)有機(jī)的融合成一個(gè)整體。

2.可靠性高。系采用2.4GHz2.4835GHZ的直接擴(kuò)頻序列(DSSS)技術(shù)作為整個(gè)無(wú)線網(wǎng)段的物理層平臺(tái),為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的物理層保障。以減少與料場(chǎng)附近PLC控制系統(tǒng)及其它通訊設(shè)備的互相干擾。

3.硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。與一般點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式相比,主站只需2套無(wú)線收發(fā)設(shè)備(包括冗余);主站通過(guò)總線與地面PLC控制系統(tǒng)連接。

4.傳輸功能強(qiáng)大。采用網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度協(xié)議,傳輸信號(hào)量大,可以傳輸各種模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)及語(yǔ)音信號(hào)。

5.系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)。支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以設(shè)一個(gè)主站帶多個(gè)從站。

四、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線通訊技術(shù)在原料場(chǎng)中的實(shí)施與應(yīng)用,將使邯鋼第三原料場(chǎng)的生產(chǎn)與組織跨上一個(gè)新的臺(tái)階。該技術(shù)的使用,可以保證大車(chē)與地面皮帶的連鎖控制實(shí)時(shí)、有效、可靠,有利于主控的正常調(diào)度,并將大大降低設(shè)備的維修費(fèi)用和備件費(fèi)用,減輕崗位工的勞動(dòng)量,會(huì)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]范軍,無(wú)線通訊技術(shù)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J].四川冶金,2006,(01).

[2]金建偉、王煒、肖斌、李彥武,基于無(wú)線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸,2007,(09).