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        基于多種通訊模式下的單一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸研究

        2016-06-06 15:13:16張巖
        北極光 2016年4期

        張巖

        摘 要:秦皇島港煤五期工程移動式裝卸機械的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),存在多種網(wǎng)絡(luò)通訊模式,原來由不同光纖鏈路進行通訊。常年使用之后,出現(xiàn)了光纖全部斷裂或單邊通訊的情況。由于采用了不同的通訊,因此需設(shè)置多套無線通訊裝置來恢復(fù)通訊,不但造成信號疊加影響通訊效果,也帶來的設(shè)備投入費的增加。我們通過研究可行性方案、搜尋適用設(shè)備、安裝調(diào)試,將多種通訊模式下的數(shù)據(jù)傳輸合并到單一網(wǎng)絡(luò)中,不但減少了無線通訊設(shè)備,節(jié)約了固定資產(chǎn)投資成本,而且提高了網(wǎng)絡(luò)通訊的效果,降低的設(shè)備故障幾率。

        關(guān)鍵詞:移動式裝卸機械;多種通訊模式;無線通訊

        1 立項背景

        秦皇島港煤五期工程移動式裝卸機械的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),存在多種網(wǎng)絡(luò)通訊模式,原來由不同光纖鏈路進行通訊。我們以其中的一種移動式取料機為例:取料機系統(tǒng)有兩種網(wǎng)絡(luò)通訊模式,一種是PLC控制網(wǎng)系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng),一種是取料機皮帶秤系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸用的RS485網(wǎng)絡(luò)通訊。原來這兩種通訊網(wǎng)絡(luò)均采用光纖通訊模式,經(jīng)由附著在動力電纜系統(tǒng)的光纜,鏈接至煤五期中央控制室中各自的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。

        下圖原有的取料機皮帶稱系統(tǒng)與中控皮帶秤服務(wù)器之間的通訊示意圖:

        2 總體思路

        為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定向傳送,我們使用通訊轉(zhuǎn)換模塊將皮帶秤的RS485通訊轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通訊傳遞到中央控制室的以太網(wǎng)服務(wù)器,再由通訊轉(zhuǎn)換模塊再次轉(zhuǎn)化為RS485通訊數(shù)據(jù),傳遞至中央控制室的皮帶秤數(shù)據(jù)服務(wù)器,這樣由通訊模塊之間的定向發(fā)送和接受,降低了轉(zhuǎn)換中的數(shù)據(jù)損耗。通過這樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置,我們就實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)模式的合并化數(shù)據(jù)傳輸。由于通訊數(shù)據(jù)是在同一通道內(nèi)的定向收發(fā),并再次轉(zhuǎn)換發(fā)送只原有服務(wù)器,這樣就不容易發(fā)生數(shù)據(jù)接受不穩(wěn)或服務(wù)器死循環(huán)的故障。

        下圖為取料機光纖中斷后,采用PLC控制網(wǎng)無線通訊設(shè)備的皮帶稱系統(tǒng)與中控皮帶秤服務(wù)器之間的通訊示意圖:

        由此我們還演化出:如果取料機的光纜因為其他原因造成部分光纖中斷導(dǎo)致PLC控制網(wǎng)絡(luò)或皮帶秤RS485通訊網(wǎng)絡(luò)不通時,我們可以利用未中斷的光纖首先調(diào)通PLC控制網(wǎng)絡(luò),在增加轉(zhuǎn)換設(shè)備將皮帶秤通訊轉(zhuǎn)接到PLC的以太網(wǎng)上,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞,其網(wǎng)絡(luò)通訊示意圖如下:

        通過這樣的方式,我們將至少節(jié)省出一整套的無線通訊設(shè)備,并簡化了設(shè)備的安裝,同時降低了設(shè)備投入費用和故障幾率。

        3 具體實施方案

        3.1首先選取一套串口轉(zhuǎn)換器,以便將皮帶秤使用的RS485通訊轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通訊。經(jīng)過篩選后,我們最終選擇了MOXA網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器NPORT5150。

        3.2分別在取料機皮帶秤主機一端和中控皮帶秤服務(wù)器一端各安裝一臺網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器,并設(shè)置好主從站,并選取了RS485四線制通訊模式,同時設(shè)置好其他參數(shù)。經(jīng)過反復(fù)測試,我們發(fā)現(xiàn)通訊速率設(shè)置在9600的情況下,通訊效果最為穩(wěn)定。以R10-2取料機為例,我們將取料機皮帶秤的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為從站,將中控皮帶秤服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為主站。這樣中控的主站便可實時由取料機的從站索取皮帶秤的數(shù)據(jù)了。

        3.3在調(diào)試的過程中,我們發(fā)現(xiàn):如果僅在取料機一端設(shè)置網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器,不在中控一端設(shè)置網(wǎng)絡(luò)裝換器將數(shù)據(jù)恢復(fù)為RS485通訊傳入皮帶秤的主服務(wù)器,而是由終端的控制網(wǎng)服務(wù)器直接讀取取料機的皮帶秤數(shù)據(jù)的狀態(tài)下,如果控制網(wǎng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷或閃斷的情況,作為讀取數(shù)據(jù)終端的控制網(wǎng)服務(wù)器便會不斷的發(fā)出索取取料機皮帶秤數(shù)據(jù)的信息,而對應(yīng)取料機的皮帶秤數(shù)據(jù)信息始終不能發(fā)送到以太網(wǎng)的主服務(wù)器,進而造成控制網(wǎng)發(fā)生死循環(huán),影響控制網(wǎng)正常的數(shù)據(jù)通訊。因此,我們必須在皮帶秤網(wǎng)絡(luò)的兩端同時設(shè)置好網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器,實現(xiàn)各種的定向收發(fā),從而使皮帶秤網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)既統(tǒng)一有相互獨立,不會產(chǎn)生干擾。

        4 創(chuàng)新點及技術(shù)關(guān)鍵

        創(chuàng)新點:將皮帶秤通訊所使用的RS485通訊通過串口轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,借用工業(yè)以太網(wǎng)通道,傳遞皮帶秤數(shù)據(jù)。同時又能夠確保數(shù)據(jù)實時精確,并且不會對控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響。

        技術(shù)關(guān)鍵:需要調(diào)試適合的以太網(wǎng)通訊速率;同時安裝發(fā)送和接受設(shè)備,避免RS485通訊和以太網(wǎng)通訊產(chǎn)生干擾,造成皮帶秤服務(wù)器的死循環(huán)。

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