皮帶設備無線通信系統研究論文
摘要:無線通信系統數據吞吐量大，傳輸距離遠，全透明、異步實時傳輸，使用標準的異步通訊協議，無需特別設置及編程，即可提供一路通用的數字輸出。在港口皮帶設備上采用無線通信系統實現遠程控制，具有施工方便、經濟性好、易于擴展、易于維護、方便使用的優點。
關鍵詞:無線通信系統;港口皮帶設備;遠程控制
1引言
隨著我公司木片卸船量的增多，3#、4#、5#門機拖掛漏斗皮帶與木片大皮帶沒有聯動的問題日益凸顯。為解決這一問題，采用無線通信系統實現對3臺拖掛漏斗皮帶的遠程啟停控制，達到降低皮帶故障、降低人工清料費用、提高設備安全性、提高作業效率的目的。
2系統設計思路
岸邊木片皮帶與門機連鎖系統有3#、4#、5#門機拖掛漏斗皮帶3條，岸邊木片皮帶的運行分別與門機拖掛漏斗皮帶的運行和停止進行連鎖，并將每一臺拖掛漏斗皮帶機運行信息、連鎖信息、通訊故障等采集至木片上位機，實現對現場的遠程監控、科學管理。在拖掛漏斗皮帶的.控制箱上有本地、遠程切換旋鈕。本地按鈕控制皮帶機在本地啟停，無線傳輸不起作用。機械檢修或木片皮帶不作業時，應將旋鈕切換至本地狀態。遠程切換按鈕控制皮帶機連鎖投入，使拖掛漏斗皮帶的啟停與木片系統的啟停有連鎖關系。木片系統最后一條皮帶啟動;則拖掛漏斗皮帶啟動，木片系統最后一條皮帶停止，則拖掛漏斗皮帶停止。上位機操作系統由數據總服務器及上位機軟件組成，上位機操作系統實現了采集數據的最終存儲、顯示、生成報表、打印等功能，系統結構見圖1。
3系統硬件選型與實施
3．1數傳電臺選型數傳電臺采用。MDS系列產品，MDS數字電臺覆蓋頻率為220～222MHz，220～240MHz，330～512MHz，800～960MHz，其數據吞吐量大，傳輸距離遠，全透明、異步實時傳輸，使用標準的異步通訊協議，無需特別設置及編程即可提供一路通用的數字輸出。MDS數字電臺可在現場設置為主站或子站，支持各種收發頻率間隔，所有電臺均支持網管。電臺設計出色，可在在干擾嚴重的惡劣環境下使用，在傳輸路徑阻擋的情況下同樣表現優異。3．2PLC選型PLC選用。Micro820控制器，該控制器專用于遠程自動化項目。Micro820協議轉換模塊將皮帶運行信號取出后，在木薯干中控室接入數傳電臺，將運行信號向3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶機發送。
4系統功能
4．1皮帶運行信號處理。每個數傳電臺均配置Micro820PLC1臺，用于運行信號的可靠性處理，判斷信號是否由皮帶運行發出或是通訊問題誤判，以及通訊的故障診斷數據的收集，與上位機的通訊等，保證3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶機所收到的皮帶運行信號實時、可靠、穩定。4．2連鎖的處理。3#、4#、5#拖掛漏斗皮帶與木片皮帶機實現連鎖。木片皮帶啟/停止后1s內上述拖掛漏斗皮帶機應實現自動啟/停。在拖掛漏斗掛箱上加裝選擇開關，選擇由本地或遠程控制。在遠程控制模式下，其控制信號來自于Micro820PLC;在本地控制模式下，只受掛箱按鈕控制，不受其他連鎖控制。4．3上位機系統編制。上位機對相關狀態、木片機的運行狀況、通訊狀況進行顯示與診斷，顯示木片機當前是否在運行，通訊是否正常，控制是在本地還是在遠程。
5系統軟件及程序
5．1modbus通訊協議。PLC主從站之間采用Modbus通信協議，具有以下特點:(1)標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協議，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產品超過600種。(2)Modbus可以支持多種電氣接口，如ＲS-232、ＲS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。(3)Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂，用戶使用容易，廠商開發簡單。5．2PLC主從站通訊檢測輪詢程序。圖2為PLC主站輪詢程序的一段，上電后當MSG_INDEX=0時，開始執行主從之間的通訊程序。當出錯或執行完一個從站時，進入下一個從站的輪詢。根據現場實測，從站反應時間在1～5s之間。極個別情況下，通訊延時有5s。5．3上位機監視。上位機用于顯示及記錄無線通信狀態，通訊故障記錄采用長期歸檔，保存時間為4周。上位機與主站之間采用MODBUSTCP轉OPC的方式通訊。首先用KEPWAＲE將主站與上位機建立通訊，然后用wincc讀取OPC服務器的狀態。在上位機wincc主畫面右側有3個狀態指示，分別對應3#、4#、5#門機的無線狀態，綠色為正常，紅色為故障。故障記錄可以記錄最近4周的通訊故障。如上位機重啟后，可在故障記錄畫面點擊長期歸檔，查看歸檔的故障。
6結語
通過近1年的使用，該無線通信系統性能可靠，未出現丟碼、誤碼現象，能保證流程可靠運行，用無線通信進行遠距離信息采集及控制信號傳輸，相對有線控制方式造價低廉、維護方便。
作者:賈洪瑞 滕健 孫振宇 張強 單位:1.日照港裕廊碼頭有限公司 2.日照港集團有限公司第三港務分公司
參考文獻
［1］華镕．從Modbus到透明就緒———施耐德電氣工業網絡的協議、設計、安裝和應用［M］．北京:機械工業出版社，2009．
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