無線通訊技術在第三原料場中的應用

張　偉

[摘要]介紹無線通訊技術在原料場堆取料機與地面數據傳輸中的應用,該系統由PLC控制系統、無線通訊系統兩部分組成,采用一點對多點的無線通訊方式,可以保證堆取料機與地面皮帶的連鎖控制實時、有效、可靠。該技術的應用可以降低設備的維修費用和備件費用,帶來較好的經濟效益。

[關鍵詞]無線通訊堆取料機數據傳輸

中圖分類號:TN92文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710029-01

一、前言

我們第三原料場計劃于2008年12月投產使用,共有7臺堆、取料機,擔負著儲存、輸送435燒結機原料和為200萬噸球團生產線供應鐵精粉的重要任務。堆取料機與地面的信號連鎖與通訊設計采用無線傳輸,主要是因為采用滑觸線通訊會經常出現地面皮帶與堆、取料機小皮帶的自動連鎖信號中斷,造成皮帶壓料、燒壞電機等故障;嚴重影響正常的生產。據過去統計,滑觸線故障率占堆取料機總故障的70%,這已經成為制約堆料、取料正常運行的瓶頸。

二、問題分析

造成堆取料機與地面通訊信號丟失的原因有很多,主要有以下幾種:

1.堆取料機道軌地基下沉不均,軌道安裝不直,滑觸線隨著皮帶機支架產生的震動,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,導致碳刷與滑線經常接觸不良,自動連鎖信號時斷時續,地面控制失靈。

2.現場物料導電粉塵濃度高,硬度大磨損嚴重,易造成滑觸線斷路和短路。

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

三、設備方案

(一)數據傳輸方式的選擇

目前,各大鋼鐵公司原料場堆、取料機與地面的通訊傳輸方式分有線傳輸和無線傳輸兩種。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容易損壞;通訊電纜抗拉強度低易拉斷;滑觸線通訊屬于有觸點通訊,信號衰減大,易損壞。近年來,隨著無線通訊技術的進步和網絡技術的發展,以及PLC控制技術與無線通訊和網絡技術的融合,無線通訊傳輸方式,以其優良的性能價格比得到迅速發展。結合第三原料場的特點:堆取料機數量大,分布較集中;料場料堆較高,料的導電性強;料場附近PLC控制系統較多。經過慎重考慮,決定采用工業以太網無線通訊方式,實現連鎖信號的以太網無線傳輸。在中央控制室設主站,各堆、取料機設分站,搭建局部無線以太網絡,實現主站與子站的通訊,從而實現連鎖控制信號的實時、可靠、有效的傳輸。

(二)無線傳輸系統的組成和原理

圖1工業以太網與無線通訊模塊的連接示意圖

該系統由PLC控制系統和無線通訊系統兩部分組成,系統采用一點對多點的無線通訊方式。數據信號通過協議轉換設備及集線器,連接到局部以太網上,然后再由基于以太網的無線設備發送到各子站或由各子站轉送到主站。

系統主站設有兩臺無線通訊設備,一臺控制一次料場四臺車另一臺控制二次料場三臺車,安裝在料場中央控制室,堆取1#、堆取2#、堆取3#、堆取4#和混堆機、取1#、取2#分別為7個子站,分別安裝在7臺大車上。選擇全向天線,可以365°發射和接收,不受堆、取料機回轉角度的影響。工業以太網與無線通訊模塊的連接示意圖見圖1,系統方案圖見圖2。

圖2系統方案圖

(三)系統的主要特點

1.全集成,一體化的解決方案。由結構可看出,系統集成了PLC自動控制、無線通訊、網絡通訊等技術,將有線和無線、電氣和PLC、PLC與PLC、語音和數據有機的融合成一個整體。

2.可靠性高。系采用2.4GHz2.4835GHZ的直接擴頻序列(DSSS)技術作為整個無線網段的物理層平臺,為工業現場環境的無線數據傳輸提供可靠的物理層保障。以減少與料場附近PLC控制系統及其它通訊設備的互相干擾。

3.硬件結構簡單。與一般點對點通訊方式相比,主站只需2套無線收發設備(包括冗余);主站通過總線與地面PLC控制系統連接。

4.傳輸功能強大。采用網絡通信調度協議,傳輸信號量大,可以傳輸各種模擬信號、數字信號及語音信號。

5.系統可擴展性強。支持點對點和點對多的拓撲結構,可以設一個主站帶多個從站。

四、結束語

無線通訊技術在原料場中的實施與應用,將使邯鋼第三原料場的生產與組織跨上一個新的臺階。該技術的使用,可以保證大車與地面皮帶的連鎖控制實時、有效、可靠,有利于主控的正常調度,并將大大降低設備的維修費用和備件費用,減輕崗位工的勞動量,會創造良好的經濟效益。

參考文獻:

[1]范軍,無線通訊技術在遠程數據采集中的應用[J].四川冶金,2006,(01).

[2]金建偉、王煒、肖斌、李彥武,基于無線通訊數據的采集與傳輸,2007,(09).