皮带设备无线通信系统研究

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摘要:无线通信系统数据吞吐量大，传输距离远，全透明、异步实时传输，使用标准的异步通讯协议，无需特别设置及编程，即可提供一路通用的数字输出。在港口皮带设备上采用无线通信系统实现远程控制，具有施工方便、经济性好、易于扩展、易于维护、方便使用的优点。

关键词:无线通信系统;港口皮带设备;远程控制

1引言

随着我公司木片卸船量的增多，3#、4#、5#门机拖挂漏斗皮带与木片大皮带没有联动的问题日益凸显。为解决这一问题，采用无线通信系统实现对3台拖挂漏斗皮带的远程启停控制，达到降低皮带故障、降低人工清料费用、提高设备安全性、提高作业效率的目的。

2系统设计思路

岸边木片皮带与门机连锁系统有3#、4#、5#门机拖挂漏斗皮带3条，岸边木片皮带的运行分别与门机拖挂漏斗皮带的运行和停止进行连锁，并将每一台拖挂漏斗皮带机运行信息、连锁信息、通讯故障等采集至木片上位机，实现对现场的远程监控、科学管理。在拖挂漏斗皮带的控制箱上有本地、远程切换旋钮。本地按钮控制皮带机在本地启停，无线传输不起作用。机械检修或木片皮带不作业时，应将旋钮切换至本地状态。远程切换按钮控制皮带机连锁投入，使拖挂漏斗皮带的启停与木片系统的启停有连锁关系。木片系统最后一条皮带启动;则拖挂漏斗皮带启动，木片系统最后一条皮带停止，则拖挂漏斗皮带停止。上位机操作系统由数据总服务器及上位机软件组成，上位机操作系统实现了采集数据的最终存储、显示、生成报表、打印等功能，系统结构见图1。

3系统硬件选型与实施

3．1数传电台选型数传电台采用。MDS系列产品，MDS数字电台覆盖频率为220～222MHz，220～240MHz，330～512MHz，800～960MHz，其数据吞吐量大，传输距离远，全透明、异步实时传输，使用标准的异步通讯协议，无需特别设置及编程即可提供一路通用的数字输出。MDS数字电台可在现场设置为主站或子站，支持各种收发频率间隔，所有电台均支持网管。电台设计出色，可在在干扰严重的恶劣环境下使用，在传输路径阻挡的情况下同样表现优异。3．2PLC选型PLC选用。Micro820控制器，该控制器专用于远程自动化项目。Micro820协议转换模块将皮带运行信号取出后，在木薯干中控室接入数传电台，将运行信号向3#、4#、5#拖挂漏斗皮带机发送。

4系统功能

4．1皮带运行信号处理。每个数传电台均配置Micro820PLC1台，用于运行信号的可靠性处理，判断信号是否由皮带运行发出或是通讯问题误判，以及通讯的故障诊断数据的收集，与上位机的通讯等，保证3#、4#、5#拖挂漏斗皮带机所收到的皮带运行信号实时、可靠、稳定。4．2连锁的处理。3#、4#、5#拖挂漏斗皮带与木片皮带机实现连锁。木片皮带启/停止后1s内上述拖挂漏斗皮带机应实现自动启/停。在拖挂漏斗挂箱上加装选择开关，选择由本地或远程控制。在远程控制模式下，其控制信号来自于Micro820PLC;在本地控制模式下，只受挂箱按钮控制，不受其他连锁控制。4．3上位机系统编制。上位机对相关状态、木片机的运行状况、通讯状况进行显示与诊断，显示木片机当前是否在运行，通讯是否正常，控制是在本地还是在远程。

5系统软件及程序

5．1modbus通讯协议。PLC主从站之间采用Modbus通信协议，具有以下特点:(1)标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。(2)Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。(3)Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂，用户使用容易，厂商开发简单。5．2PLC主从站通讯检测轮询程序。图2为PLC主站轮询程序的一段，上电后当MSG_INDEX=0时，开始执行主从之间的通讯程序。当出错或执行完一个从站时，进入下一个从站的轮询。根据现场实测，从站反应时间在1～5s之间。极个别情况下，通讯延时有5s。5．3上位机监视。上位机用于显示及记录无线通信状态，通讯故障记录采用长期归档，保存时间为4周。上位机与主站之间采用MODBUSTCP转OPC的方式通讯。首先用KEPWARE将主站与上位机建立通讯，然后用wincc读取OPC服务器的状态。在上位机wincc主画面右侧有3个状态指示，分别对应3#、4#、5#门机的无线状态，绿色为正常，红色为故障。故障记录可以记录最近4周的通讯故障。如上位机重启后，可在故障记录画面点击长期归档，查看归档的故障。

6结语

通过近1年的使用，该无线通信系统性能可靠，未出现丢码、误码现象，能保证流程可靠运行，用无线通信进行远距离信息采集及控制信号传输，相对有线控制方式造价低廉、维护方便。

作者:贾洪瑞 滕健 孙振宇 张强 单位:1.日照港裕廊码头有限公司 2.日照港集团有限公司第三港务分公司

参考文献

［1］华镕．从Modbus到透明就绪———施耐德电气工业网络的协议、设计、安装和应用［M］．北京:机械工业出版社，2009．