工业无线通讯在大型机械设备上信号采集的应用.doc

1、工业无线通讯在大型机械设备上信号采集的应用一、 前言现代电子技术和通讯技术在大型钢铁企业上的应用，使得远程监控以及无线控制技术在行业上得以充份的应用实现。本文探讨赛远工业无线网络产品在大型机械设备工作中信号的采集方式、处理方式、远程传递，以及在工程上遇到的若干问题。无线网络技术的应用能大大提高工程机械工作时的安全系数，为安全施工提供有利条件，使得起重机复杂操作得以实现。现代电子技术和通讯技术在大型钢铁企业上的应用，使得远程监控以及无线控制技术在行业上得以充份的应用实现。本文探讨赛远工业无线网络产品在大型机械设备工作中信号的采集方式、处理方式、远程传递，以及在工程上遇到的若干问题。无线网络技术的

2、应用能大大提高工程机械工作时的安全系数，为安全施工提供有利条件，使得起重机复杂操作得以实现。二、 应用概述某钢铁股份有限公司型钢烧结原料场共有 7 台堆取料机，担负着储存、输送烧结原料的重要任务。堆取料机与中控室的信号连锁采用滑触线传输，但最近运行时，经常出现地面输送皮带与堆取料机联锁信号中断，造成皮带压料、烧坏电机等故障，严重影响正常的生产。据统计，滑触线故障率占堆取料机总故障的 70%，这已经成为制约堆料、取料正常运行的瓶颈。三、 问题分析目前，各大钢铁公司原料场堆取料机与地面的通讯传输方式分为有线传输和无线传输两种。有线传输一般采用多芯通讯电缆、电缆卷筒或者滑触线。电缆卷筒配用的力矩电机

3、容易损坏；通讯电缆抗拉强度低易拉断；滑触线通讯属于有触点通讯，堆取料机常年运行导致轨道地基下沉不均，轨道安装不直，滑触线随着皮带机支架产生的震动，以及滑线安装误差等原因，使得滑触线扭曲变形，集电器支架变形，集电器脱落，导致碳刷与滑线经常接触不良，自动连锁信号时断时续，地面控制失灵。另外，电缆长期裸露室外，腐蚀磨损严重，绝缘遭到破坏。四、 改造方案面对以上棘手的问题，近年来，随着无线通讯技术的进步和网络技术的发展，无线通讯传输方式以其操作简单、无后续维护成本、稳定可靠、优良的性能价格比得到迅速发展。 目前 WIFI、蓝牙技术等工业高频无线通讯技术都发展得较成熟，在可对视和天气良好的情况下，信号稳

4、定可靠，但遇到中间有障碍物阻挡或者阴雨天的水雾形成的阻挡，高频微波被吸收得比较多，而且高频的特性决定了不能进行衍射，所以只能做好信号更加密集的覆盖才能完成该系统，由此产生的造价过高。赛远的工业无线通讯产品，采用 433MHz 低频段，每两个通讯模块之间，可对视的时候，最远可以达到 10000米的通讯距离，中间即使有一些障碍物和金属物体，由于无线通讯模块具有衍射和折射信号的能力，也能进行正常的通讯。结合本地原料场的特点：堆取料机数量多，分布较集中，在混匀配料室（中控室）配置为：赛远工业网络无线通讯模块 SY-WT6 可编程控制器 PLC S7-224组态软件 WinCC V6.0每个堆取料机的配

5、置：赛远工业无线数字量通讯模块 SY-RDIO 8DI/8DO通过自由口协议，组成一个几百米的无线通讯网络，实现中控室与堆取料机之间的通讯，从而实现连锁控制信号的实时、可靠、有效地传输。五、 无线产品方案实施中控室向堆取料机传送允许堆料、允许取料、主皮带已运行、要求停车 4 个开关量信号。堆取料机向中控室传送已开始堆料、已开始取料、向主皮带开始放料、已停车、操作员求助 5 个开关量信号。主站通过 PLC 的自由口编程，通过 SY-RDIO 内置的协议，对每个堆取料机进行通讯，采集和控制，协议内置了 CRC-16 校验机制，保证数据的准确性，每个从站的数据对应到主站的一块地址空间，由主站进行主动

6、轮询进行收发。7 个从站的一次轮询时间在正常的情况下，为 80ms 左右，也就是 1 秒钟有 12 次的数据更新，对于堆取料机来说，已经完全满足要求。六、 示意简图和说明方案示意图现场安装图片安装于取料机上 SY-RDIO安装在堆料机操作室内的 SY-RDIO 及外置天线码头堆现场示意图七、 结论经过现场一年多的使用，解决了大型堆取料机与地面皮带布线障碍或是在室外工作的限制，在现场使用的无线通讯频段，由于占用带宽只有几十 K，误码率极低，保证了数据传输的稳定和准确性，赛远的工业无线通讯模块使用稳定，使堆取料机与地面皮带的连锁控制实时、有效、可靠，并大大降低了设备的维修费用和备件费用，创造了良好

7、的经济效益。八、 产品性能说明1. 工业无线通讯模块 SY-WT6SY-WT6 是一款工业等级的无线编程通讯模块，支持西门子S7-200、S7-300、S7-400 系列 PLC、施耐德 PLC、三菱 PLC、以及变频器、HMI 人机界面等和上位机的无线数据通讯，S7-300 或S7-400 需要加相应的 RS232/485 通讯模块 CP340/CP341/CP441等模块，能适应各种点对点、点对多点的无线数据通信方式，具有通过无线方式完全隔离现场危险信号，收发一体、安装方便、使用简单、性价比高、稳定可靠等特点。SY-WT6 支持三菱的 FX 系列 PLC 通过 SC-09 或者 232-B

8、D 板扩展口，进行无线编程和通讯。SY-WT6 也支持标准的 MODBUS 协议，包括 MODBUS ASCII协议和 MODBUS RTU 协议。SY-WT6 系列无线数传模块提供高稳定、高可靠、低成本的数据传输，它提供了丰富的外围接口，具有安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、大范围覆盖等特点，适合于点多而分散、地理环境复杂等应用场合，可广泛应用于水文、油田、电力、交通、气象、环保、保安、银行、税务、报警、GPS 定位信息回传、GIS 等领域的监控、采集数据的实时传送，满足客户对于数据实时性、准确性的要求，大大降低人员劳动强度和企业运营成本。 特点： GFSK 调制，高效前向纠错信道编码

9、技术 软件无线电技术保证高抗干扰能力和低误码率 ISM 频段 433MHz，提供 8 个信道 射频输出功率 500mW、1W、2W、5W 高接收灵敏度 -120dBm 标准串口协议，透明的数据传输 2 种串口电平：RS232、RS485 可以直接代替有线的 RS485 网 多种产品规格适应于不同的传输距离 工业环境标准： -2065 直流 24V 供电，电流 402000mA 2. 业无线数字量模块 SY-RDIO赛远研制生产的 SY-RDIO 是一款工业等级的无线输入输出（IO ）通讯模块，可以采集和输出开关量，和上位机进行无线数据通讯，或者经过无线还原为原来的开关量信号，能适应各种点对点、

10、点对多点的无线数据传递方式，具有通过无线方式完全隔离现场危险信号，收发一体、安装方便、使用简单、性价比高、稳定可靠等特点。SY-RDIO 可广泛用于各种数字量的数据的远程无线采集、控制系统之中，是传统有线 IO 通讯系统的更新换代产品。 载波频率： 433MHz 工业科学医疗(ISM)频点（也可选用230MHz 频段）； 可以和具有多种可选的通讯接口的 SY-WT6 配套作为数据采集信号传输：RS-232、RS-485 ； 8 个通讯信道，也可根据客户要求扩展； 传输数率：9600、19200bps； 数据格式：8N1/8E1/8O1 ； 根据对外接收传输的开关量的点数和输入输出而型号不同；

11、收发一体，半双工工作模式； 低功耗，并具有休眠功能； 工作温度：-35 +75(工业级)； 天线阻抗：50（标配为 SMA，可定制）； 符合 EN 300220 and ARIB STD-T67 标准。 内部采用进口功放模块，发射功率可调（0.015W），视距可以达到 10Km； 数据信号带前向纠错功能，误码率极低； SMT 工艺、安装方便； 大功率时，内置散热片。九、 赛远简介深圳市赛远自动化系统有限公司专业致力于工业自动化网络通讯技术的产品研发、市场和销售。赛远自动化在工业网络通讯的有线、无线，远程、近程，宽带、窄带传输以及各种自动化设备系统的互联互通上，提供从上位机软件、上位机到交换机、PLC 、HMI 、仪表等系统工业网络通讯的一站式服务。 赛远自主研发的工业通讯 SY 系列产品，结合最为先进的自动化技术，IT 计算机通讯技术，无线通讯技术，研发出了具有工业等级的两大系列产品，远程通讯和无线通讯，主要包括自组网无线通