煤場無線通訊的分析與應用

遼寧省本溪市機電工程學校 王曉鳳

一、概述

本鋼沙窩煤場堆取料機系統需要加裝中控室可監控的集中控制系統，同時新建2套堆取料系統，以適應生產需要。原堆取料機系統采用傳統的手工操作方式，用中控室通知崗位操作工完成的堆取料工作，效率差，中控室對下面運行情況不了解，易出現偏差。堆取料機工作時處于移動和旋轉狀態，以達到全方位多角度完成堆取煤工作，這種工作方式造成了鋪設線路的障礙，所以經研究決定采用無線通訊方式進行連接堆取料機。

二、無線產品分析

針對工廠環境，市場上的無線產品主要分為2大類，一種是以數據流傳輸方式的無線通訊設備，另一種是以節點方式連接的無線通訊設備。本文選取進行比較的2種設備分別為Data-Linc Group的SRM6310E（以下簡稱SRM6310E）和美國邦納DX70（以下簡稱DX70）。

1.通訊方式對比

SRM6310E為無線電以太網調制解調器，采用無線方式進行以太網連接，最大可用無線通訊方式傳輸115.2KB的數據，主站，從站可以由使用者自由設定，可以進行點對點連接，也可以用輪訊的方式進行點對多點的連接。

DX70工藝無線網絡采用點對點的通訊方式，由一個網關和一個節點組成，實現雙向I/O映射，同一區域最大可共存32對。每一對之間的I/O開關量為8IN&4OUT。

2.參數對比

SRM6310E的工作頻率為2.4-2.483GHz，工作范圍是無阻擋物情況下使用Data-Linc的鞭式天線為32.18公里，輸出功率最大為500mW（根據實際情況，功率可從100mw變化到500mw），電源的供電電壓為10.5-18.0VDC,有12VDC墻安裝式變壓器，并可選24VDC。

DX70工作頻率為2.4-2.4385GHz，工作范圍是在無阻擋物情況下使用2dbi天線為3.2公里，發送功率為18dbm，電源的供電電壓為+10-30VDC。

3.綜合對比

SRM6310E和DX70均采用跳頻技術SRM6310E采用智能頻譜跳頻擴頻技術，SRM6310E應用的跳頻，擴頻和32位誤碼矯正技術保證了數據傳輸的可靠性，無需昂貴的射頻點檢測技術，射頻數據傳輸速率為188kbps，并且不需要FCC點現場許可證，Data-Linc之跳頻擴頻技術還結合了32位CRC循環校對方法。而DX70采用跳頻擴頻（FHSS）技術，實現網關與節點之間的雙向數據交換。通訊頻率依據隨機序列生成的跳頻表周期性地在不同頻率間跳變，采用該技術后不僅可以避免其他射頻信號的干擾，而且也增強了安全性。通過調節旋鈕開關設置不同的網絡ID號最終確定了不同的跳頻表。兩種技術均能避免周圍環境帶來的干擾。

SRM6310E和DX70均是以外置的顯示燈來顯示無線通訊設備運行狀態和通訊速率，同樣直觀簡便。但Data-Linc Group為SRM6310E提供了LincViewTM診斷軟件，是提供給外置SRM調制解調器的可選無線網絡管理工具，此軟件提供主要區域監控以及維護系統網絡，方便判斷無線網絡狀態。DX70只能從顯示燈判斷內部狀態。

SRM6310E為金屬外殼，密閉性較好，同樣可設于野外等復雜環境，DX70為塑料外殼，但相對SRM6310E來說體積小很多，安裝更加方便靈活。SRM6310E設置必須由計算機通過專用數據線完成，利用數據線通過WINDOWS自帶的超級終端或專門的SRM6310E設置軟件，均可完成對SRM6310E的各種設置：DX70內部參數全部在出廠前設定完畢，無需其他輔助設備。

三、現場實驗與分析

沙窩煤場位處平地，一面靠山，無高大建筑物阻擋，所以堆取料機之間均為可視，中控室與堆取料機之間也皆可視，兩個最遠點之間距離不超過一公里，且整個煤場內部和周圍沒有可對無線通訊造成強大影響的干擾源。根據上一部分對SRM6310E和DX70數據的分析和對比，沙窩煤場的現場環境對于進行無線通訊來說，所有條件都是非常適合的。

我們在現場進行了SRM6310E和DX70的無線通訊對比和實驗：

測試時間：7天（其中2天為陰雨天氣，視為惡劣天氣環境）

測試范圍：500-2000米

測試方法：

1.兩套裝置的主站位置固定，以主站為中心從站向同一方向移動，至接收不到信號為止。

2.兩套裝置的主站位置固定，從站固定在離主站500米的位置進行日常數據工作。

測試結果如下：

1.在同為外置天線的情況下，SRM6310E的通訊距離和效果優于DX70。

2.在相對惡劣條件下，如陰天下雨等，SRM6310E和DX70均無明顯影響。

3.SRM6310E和DX70在點對點運行的條件下，通訊效果均很好，但SRM6310E在進行點對多點運行時，通訊速率明顯下降。

4.SRM6310E在實驗過程中有網絡阻塞造成通訊不暢的情況。

根據上述實驗結果，結合SRM6310E和DX70的數據，不難看出SRM6310E功率大輸出距離和數據通訊量均大于DX70，但DX70因為是節點型通訊方式，需要通訊量小，所以穩定性上占有一定優勢。

在安裝方面，二者均可安裝在控制柜內，所占面積與體積相仿。而且二者均可用現場的24VDC或12VDC電源供電，不需要另接供電設備。為達到最好的通訊效果,二者都需要在室外外加天線，通訊電纜的鋪設條件是完全一樣的。SRM6310E為以太網通訊方式，外接線和電源接線均在外面。DX70除天線外的所有接線都在內部，接線方式與通常的電器接線方式相同。

四、實際應用

根據以上實驗和數據對比結果，我們可以看出SRM6310E通訊數據量大，距離遠，DX70穩定性好。SRM6310E因為的以太網結構，實現功能更多，應用更廣泛，然而SRM6310E相對DX70價格高，不具有成本優勢。

沙窩煤場舊取料堆因為自動化程度低，所以改造后需要的通訊量大，而新取料堆機因為自動化程度高，只要求很少的幾個點進行通訊連接。鑒于以上全部分析的比較，我們在實際應用中為新堆取料機選擇穩定而價格便宜的DX70進行節點連接，為改造的舊堆取料機選擇了以SRM6310E為基礎的以太網結構連接。在后期的實際應用在效果良好。