宣鋼一高線PF線光纖通訊改造

摘 要:將原有的傳輸媒介改成用光纖傳輸，不僅能夠提高系統運行的效率，而且極大的提高了系統運行的穩定性。

關鍵詞:PF線;單模光纖

中圖分類號:TM461 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0195-01

宣鋼一高線PF輸送線是公司生產的重要環節，主要控制功能為:從集卷站的運卷小車收集盤卷后，由運輸機的C形鉤接受盤卷，盤卷在運輸過程中經過冷卻區段，在C形鉤完成盤卷的檢查、切頭尾、修整、取樣、然后依次在壓緊打捆機上進行壓緊打捆，在盤卷秤上稱重、標牌，在卸卷站將盤卷從C形鉤上卸下。所以，PF線的正常運轉直接關系到正常的生產秩序，一旦故障出現之后，整個系統停止運行，直接導致停機，勢必嚴重影響產量的提高。

PF線的自動化控制系統采用的是西門子公司的S7-300PLC，PF現場信號與PLC輸入/輸出模板進行數據交換，由CPU將信號進行快速處理，從而達到對整條PF線進行自動化控制。由于整條軋鋼生產線的自動化控制是一個整體，就需要通過相應的功能模板和通訊模板與其它的PLC之間進行數據交換。PF線的PLC與其它PLC之間是通過以太網相互連接的。原有的以太網傳輸媒介使用的是普通的8芯電纜，在平時的生產運行過程中，由于傳輸距離比較遠，傳輸的能量及帶寬消耗比較大，抗干擾能力差，這樣就造成了傳輸的速度慢，效果差，一定程度的影響到生產的順利進行和檢修人員的正常維護工作。本改造項目是將原有的傳輸媒介改成用光纖傳輸，這樣不僅能夠提高系統運行的效率，而且極大的提高了系統運行的穩定性，并使檢修人員對PF相應的電氣設備能夠進行更好的檢測和維護。

一、光纖通訊技術簡介

(一)單模光纖

當光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長相近時，如芯徑d1 在5~10μm范圍，光纖只允許一種模式(基模HE11)在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。由于它只有一種模式傳播，避免了模式色散的問題，故單模光纖具有極寬的帶寬，特別適用于大容量的光纖通信。

(二)光纖的優點

1.光纖的通頻帶很寬，理論可達30T。

2.無中繼支持長度可達幾十到上百公里，銅線只有幾百米。

3.不受電磁場和電磁輻射的影響。

4.重量輕，體積小。

5.光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴等場所。

6.使用環境溫度范圍寬。

7.使用壽命長。

(三)PF線采用光纖通訊線路的優點

普通電纜由于線材本身的問題，使得傳輸受距離的影響很大，而且在工廠這樣充斥著電磁波的環境中，電磁波的干擾會使得電纜的傳輸效率降低。利用光纖傳輸可以大大解決此類問題，光纖由于它本身材質和傳輸方式的原因，具有了傳輸損耗低，傳輸頻帶寬，抗干擾能力強，安全性能高，重量輕機械性能好等優點，可以很好的滿足工業生產的要求。

PF線通訊線路光纖改造的具體傳輸媒介決定使用8芯單模光纖，將光纖布置于原有的電纜管道，布線的起點位置為主電室PLC柜內的交換設備，此交換設備連接了軋線上用于控制的幾個主要的PLC，終點位置為PF線PLC柜所在的精整電磁站。放棄了原有的主電室—主控臺—精整電磁站的通訊線路的布局，讓PF線PLC與主電室直接通訊，這樣減少了故障點，降低了故障率。布線同時保持原有的線路不拆除而作為備用，這樣在通訊發生故障時能及時恢復通訊，盡量減少對生產的影響。

二、改造過程

(一)布線

光纜放線時，張力要穩定，不能超過光纜標準的要求拉力。由于光纜在受到大張力，以小角度通過彎曲半徑很小的滑輪或有棱角的堅硬表面時，會使光纜局部受到遠大于額定值的側壓力，使光纜內部結構受到破壞，嚴重時造成斷纖。光纜布放過程遇到障礙，應停止拖放，及時排除。不能用大力拖過，否則會造成光纜損傷;光纜轉彎時，其轉彎半徑要大于光纜自身直徑的15-20倍，如架空光纜在上下桿塔時，應當盡量減小彎曲的角度，同時給光纜盤施加助力，減少光纜的防線張力;光線損壞后不像普通電纜那樣容易恢復，因此布線時本著保護線路的原則，盡量通過原有的電纜橋架以及電纜溝并在可能接觸、暴露及磨損的地方做好防護。

(二)熔接

由于本項目采用的是8芯單模光纜，而實際通訊時只需要兩根，本著一用一備的原則，選出其中四根作為熔頭，其中兩根進行通訊，另外兩根作為備用，一旦出現通訊線路上的斷路故障可以即時插拔。熔接時對各個端頭進行標記防止使用時混亂。連接的兩個站點各增加了一個光收發器，以便實現光電轉換，進而完成與PLC的通訊連接。

(三)調試

接線完成后對網絡的穩定性，故障率，傳輸速度等進行調試，監測對應程序和WINCC監控畫面是否正常。并與原有的網絡進行各方面的比較。

三、結論

新項目與原有網絡的不同最突出的地方有兩點，一是把PF線的PLC直接與主電室通訊，與以前的主電室—主控臺—精整電磁站的通訊方式中間少了節點，這樣不僅縮短了傳輸距離，而且減少的故障點，有利于可能的故障判斷;二是使用了光纖通訊的方式，解決了原來的普通電纜通訊的傳輸速度慢的缺點。光纖通訊是現代工業自動化網絡發展的趨勢，目前被許多新型的鋼鐵廣泛應用。目前我公司的多條新型生產線已經開始全面運用，運行效果穩定。數據傳輸速率大幅提高，穩定性加強，在處理PF線故障時為檢修人員診斷故障大大縮短了時間。