翻车机无线光纤远程分站系统的开发研究
​阳乐民
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​阳乐民,. 翻车机无线光纤远程分站系统的开发研究[J]. 国际科技论坛,2024.12. DOI:10.12721/ccn.2024.157403.
摘要:
近年来,随着科学技术的快速发展与突破,各种新技术大量诞生,尤其是无线和光纤通讯传输技术,备受控制行业青睐。现在已经在诸多领域得到广泛的应用,为工业自动化控制数据传输提供了巨大的便利,切实的节省了控制电缆成本、提高了生产效率,提升了信号传输质量。在重调机、翻车机、迁车台、空调机移动设备上增加无线光纤PLC分站,取消昂贵的多股控制软电缆,移动车体上的信号和控制元件均由车体PLC分站就近完成,大幅降低了由于线路过长引起的感应电压过高故障,消除电缆老化问题,进一步的提高了翻车机的工作效率。
关键词: 无线通讯;数据传输;翻车机
DOI:10.12721/ccn.2024.157403
基金资助:

目前国内电厂翻车机就地移动设备与集控室的信号传输一般通过拖链专用控制电缆缆实现,翻车机系统作业时需要来回走行,电缆由于受力来回拖动,加上环境恶劣,运行老化,滑动软电缆中的控制信号非常容易出现断芯的现象,一旦出现故障时翻车机无法实现信号联锁,很容易造成翻车机生产事故,且控制线断芯往往在内部,外部无法查看,所以增加了检修难度,当控制电缆出现故障,存在翻车机安全隐患,故障查找和处理较难。这种系统缺陷对生产造成不良影响,同时也加重了设备检修人员的工作强度和维护难度。断芯位置分布在移动设备连接的部分,在工作中这些部位频繁折曲,每个翻车循环折曲一次,导致电缆寿命缩减。由于断芯引起某些信号无法传递至控制系统,导致事故发生,严重耽误生产,造成上十万乃至上百万的经济损失。

取消重调机、翻车机、迁车台和空调机的移动控制电缆,取而代之的是一根野战拖拽光缆和工业无线通信系统。

移动车体上的所有传感器信号、按钮信号、电磁阀控制、指示灯控制等输入输出的控制信号全部由车体光纤无线分站进行采集,再通过光纤和无线通讯的方式传递至翻车机控制室主PLC。每台翻车机系统安装4台光纤无线分站,分别装在重调机车体、翻车机本体、迁车台车体和空调机车体上。

一. 无线通讯技术

(1) 无线通讯技术的概念

无线数据传输技术利用无线数传模块将现场设备输出数据或物理量进行远程传输,通过进行无线模拟量采集或无线开关量控制,实现远程设备的遥控。

(2) 无线通讯技术的优势

以前,用电缆有线方式传输信号是一种非常普遍的方式。这种方法需要在地底铺设线路才能加以运用,但铺设线路比较复杂,在铺设过程中不但要考虑到地形的限制,还要考虑对地下其他线路如光缆和天然气管道的影响,并且在铺设过程中也会有许多技术的问题产生,如何处理各种恶劣的环境等。在实际传输过程中,传输需要时复杂的,对电缆线的要求电缆线所执行的命令都时不同的,因而存在诸多不足。

与传统的有线数据传输方式相比,无线通讯传输技术优势众多。

第一,数据通讯完全采用无线方式,省去了铺设众多控制电缆的繁琐工作,节约了大量的材料及人工成本。

第二,无线通讯传输技术的环境适应性非常强,无需考虑远距离施工的影响与困难,避免了有限传输方式在极端天气下的发生故障问题。第三,扩展维修方便。只要系统容量足够允许,就可以方便的进行扩展系统。

第四,无线通讯传输技术,没有太多的线路,维修难度小。

二. 无线通讯传输技术在翻车机控制中的应用

(1) 光纤无线通讯系统的工作方式

采用光纤和无线通讯系统取代大量的移动控制电缆,这2种通讯方式有两种使用模式,一种是独立工作模式:可在上位机上手动选择使用光纤通讯模式或者无线通讯模式,两种通讯选择其一独立工作;另一种是热冗余工作模式,两种通讯方式同时在线工作,其中一个为主通讯,另一个为热备通讯,由PLC自动实时检测通讯状态,当出现当前主通讯故障时,系统立刻切换另一种通讯方式,并自动对故障的通讯通道进行修复,在自动切换过程中是无间隙的,不影响设备的连续运行。

(2)光纤无线通讯系统使用寿命

采用的军品野战拖拽柔性光缆,在军事野战中经常使用,它的柔韧性能、最小弯曲半径、弯曲次数、抗拉能力均大大优于拖链专用电缆。使用寿命通常在8年以上,并且光缆直径较细,更换时无需拆卸拖链机构,直接更换即可,简便易行;无线通讯系统采用工业无线数传系统,适合用于具有强干扰的工业场合,通讯频段和功率既符合国家要求,有具有超强的抗干扰能力。它的使用寿命高达15年之久。

(3)光纤无线PLC分站控制箱的稳定性

分站控制箱采用304不锈钢材质,板厚1.5mm,对分站控制箱进行防尘、防震和隔热的设计,确保箱内设备工作稳定。箱体采用全封闭试设计、门边折边增加车用加厚密封条、箱体与设备之间连接使用减震螺栓固定、增加遮阳棚。通过对用户改造使用效果调研,使用效果良好。

(4) 无线网络稳定,可靠,安全的技术保障

FXY无线网络采用了早先应用于军事通讯的跳频扩频 (FHSS) 技术。具有极强的抗干扰能力。主站与分站之间的通讯频率依据随机序列码生成的跳频表周期性地在不同频率之间跳变。这样不仅可以避免受到其他同频率无线信号的干扰,而且也不会对其他无线信号产生干扰,极大地提高了无线的现场生存能力。

网关实时侦测与每个节点之间的无线链路的状态。一旦发现中断,除提供相应故障代码以做提示外,相应分站的输出端可全部断开保护设备不发生误动。当无线链路重建后又能自动回复到正常运行状态,最大程度上保障现场安全。

三无线通讯的改造成效

降低了生产维护成本,翻车机系统进行无线光纤分站通讯改造后,可以解决有线传输系统给翻车机带来的设备缺陷,方便维护,减少维护费用,降低设备检修人员的劳动强度,保证了设备稳定运行。

四. 结语

对翻车机移动设备的信号传输改造后,大大提高了设备可靠性,减少了设备故障发生概率,降低了维护检修成本。

在科学技术快速发展的今天,无线和光纤通讯技术的应用是大趋势,发挥其强大的功能优势,将其充分的应用与翻车机的控制之中,实现翻车机的智能化控制,对提高工作效率 ,保障工作人员的生命财产安全有着重要的应用价值。

参考文献

[1]张文生,戴财生. "翻车机卸车系统发展方向的探讨" 港工技术(12).

[2]封和庆. "翻车机卸车系统不同工艺布局的启示" 港口装卸(1992).

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