董曉旭 李敬儒

【摘要】 介紹了提升系統(tǒng)通過(guò)增加兩臺(tái)DP數(shù)據(jù)光端機(jī)，實(shí)現(xiàn)PLC之間通訊方式由DP通訊到光纖通訊的轉(zhuǎn)換，闡述光纖通訊的優(yōu)勢(shì)，采取有效措施保障提升系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 PLC通訊方式 光纖通訊 DP數(shù)據(jù)光端機(jī)

河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦坐落在唐山遵化市，1970年8月開(kāi)工建設(shè)，1975年7月投產(chǎn)，2001年開(kāi)始井下建設(shè)，露天采礦已全部轉(zhuǎn)為井下采礦，三期工程2005年開(kāi)工建設(shè)。

2014年6月，三期采選技改工程項(xiàng)目安全設(shè)施通過(guò)竣工驗(yàn)收，形成了年產(chǎn)礦石200萬(wàn)噸、鐵精粉70萬(wàn)噸的生產(chǎn)規(guī)模，三期主井直流提升機(jī)電控設(shè)備選用了由洛陽(yáng)源創(chuàng)電氣有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的NT型提升機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)。操作部分采用西門(mén)子公司的S7—300系列可編程序控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行的工藝控制和安全保護(hù)功能，顯示提升機(jī)的各種運(yùn)行指令、位置信號(hào)、速度信號(hào)和故障報(bào)警。網(wǎng)絡(luò)化操作臺(tái)、主副P(pán)LC采用了MPI通訊技術(shù)，裝卸載站與主控PLC采用了DP通訊。

三期主井裝載站（-363米水平）到主井三樓卸載站（+90米水平）水平位置差453m，兩站之間PLC的通訊靠的是DP通訊電纜，沿著井壁鋪設(shè)在井筒之中，從安裝調(diào)試到使用已有4年多時(shí)間，卸料方式采用的是14m3底卸式箕斗，由于生產(chǎn)環(huán)境因素及前期試生產(chǎn)階段的條件限制，裝卸載之間落差大，散落的小石子多次將通訊電纜砸斷，在井筒中有多處接頭，在井筒中檢修作業(yè)危險(xiǎn)性高，作業(yè)難度大，一但出現(xiàn)通訊中斷，需要較長(zhǎng)時(shí)間修復(fù)。

考慮到2015年生產(chǎn)任務(wù)繁重，提升作業(yè)區(qū)決定鋪設(shè)一條新通訊線(xiàn)作為備用，而且新鋪設(shè)的通訊電纜由三期主井塔樓鋪向三期副井井架，沿著提升人員的三期副井的井筒到井下-336米水平，再由-336米水平巷道奔電梯井，最后到井下-363米水平裝載站。

這種鋪設(shè)線(xiàn)路可以減小外界影響，大大減小通訊線(xiàn)故障概率，可是需要鋪設(shè)的電纜距離增加到900多米（差不多是原通訊電纜的2倍），因?yàn)镈P通訊線(xiàn)的距離最長(zhǎng)為500米，兩個(gè)PLC之間的通訊須改為光纖通訊。

光纖通訊防干擾性能好，損耗低，中繼距離長(zhǎng)，光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受電氣化鐵路饋電線(xiàn)和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾，光纖每公里衰減比目前容量最大的通信同軸電纜的每公里衰減要低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，工作頻率高，開(kāi)發(fā)容量也大。

經(jīng)提升作業(yè)區(qū)技術(shù)人員研究決定，報(bào)礦領(lǐng)導(dǎo)審批同意，此項(xiàng)工作在不影響三期主井正常生產(chǎn)的前提下，利用停車(chē)檢修、設(shè)備保養(yǎng)時(shí)間一步一步進(jìn)行。

首先，計(jì)劃材料，元件選型，經(jīng)過(guò)研究論證選用型號(hào)為Ci-PF120-S8202TD（速率0.6M，單模20Km，ST雙光口，DC（9～30V））的DP數(shù)據(jù)光端機(jī)2臺(tái)；型號(hào)為PH-T/T-003-SM 的3米單模單芯跳線(xiàn)4根，；SIEMENS PROFIBUS DP數(shù)據(jù)總線(xiàn)接頭4個(gè)；EEP-130S24電源板2塊（用于給光端機(jī)供電）；四芯光纖通訊電纜1300米。

接下來(lái)便是鋪設(shè)光纖通訊電纜，架設(shè)直徑為8mm鋼絲繩從三期主井卸載站到三期副井井架將近200米，此鋼絲繩用于懸掛光纖通訊電纜；

難度最大的就是由三期副井井口（+99米水平）到井下-336米水平井筒中電纜的鋪設(shè)，垂直差435米，光纖通訊電纜不能折硬彎，需要人員站在提升罐籠頂部小心翼翼慢慢下放，每4米打一個(gè)線(xiàn)卡子，通過(guò)副井井筒及破碎硐室，最終鋪設(shè)到裝載站位置；

最后鋪設(shè)井上部分，將光纖通訊電纜懸掛在事先架好的鋼絲繩上面，1米一個(gè)線(xiàn)卡子固定電纜，最后將光纖通訊電纜鋪設(shè)到卸載站位置。

最后，確定PLC與光端機(jī)的連接和光端機(jī)之間的連接方式，用來(lái)進(jìn)行光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。利用停車(chē)檢修時(shí)間，電氣技術(shù)人員分別使用數(shù)據(jù)總線(xiàn)接頭連接裝載站和卸載站的PLC與DP數(shù)據(jù)光端機(jī)的通訊線(xiàn)，分別熔裝載站與卸載站的光纖接頭跳線(xiàn)，一共8根，實(shí)現(xiàn)兩用兩備，接好光端機(jī)24V直流電源。

通過(guò)查找相關(guān)資料和討論研究，光纖接頭需要交叉連接，既卸載站光端機(jī)TX接口連接裝載站光端機(jī)RX接口，卸載站光端機(jī)RX接口連接裝載站光端機(jī)TX接口；

注意DP數(shù)據(jù)光端機(jī)的輸入輸出接口是成對(duì)使用的，兩通訊端需采用同一組接口；

還應(yīng)注意數(shù)據(jù)總線(xiàn)接頭上的接線(xiàn)方式，有兩個(gè)接口，單線(xiàn)接進(jìn)線(xiàn)口，開(kāi)關(guān)放在on位置，雙線(xiàn)則需要把開(kāi)關(guān)放在off位置。

所有工作做好以后通電測(cè)試，成功實(shí)現(xiàn)通訊，現(xiàn)已投入正常使用，原DP通訊電纜作為備用。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)增加兩臺(tái)DP數(shù)據(jù)光端機(jī)，成功實(shí)現(xiàn)了PLC之間通訊由DP方式到光纖方式的轉(zhuǎn)換，提高了兩PLC之間通訊的可靠性，也同時(shí)保證了企業(yè)安全高效生產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]董昕.高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].北京郵電大學(xué).2012.5

[2]劉冰，谷源濤.基于DM8168的視頻會(huì)議系統(tǒng)MCU設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì).2014.10