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无线产品在起重机联动中的定位应用-美国邦纳工程国际有限公司上海代表处-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-06-07  浏览次数:103

  众所周知,起重机在现场工作时,安全性是相当重要的,现代电子技术和通讯技术在起重机上的应用,使得远程监控以及无线控制技术在起重机行业上得以充份的应用实现。特别是无线网络技术的应用能大大提高起重机工作时的安全系数,为安全施工提供有利条件,使得起重机复杂操作得以实现。
  起重机的“敏感”问题介绍:
  1、“敏感部位”的确定
  影响起重机安全性的因素有很多,比如振动、驾驶员的误操作、某些原件(例如电缆线,护套管或拖链等)因腐蚀而造成刚度不够等等。故综合考虑起重机的安全性能,合理采集起重机各个“敏感部位”的信号,是首先要考虑的实际问题。本文探讨的是无线产品代替传统的电缆线进行定位的应用。
  2、信号的传输与处理
  起重机结构紧凑,不易布置线路,另外复杂的信号连线还会给汽车起重机的维护造成困难,所以信号的无线连接是起重机的解决问题的很好的途径。 目前蓝牙技术、工业网络技术都发展的较成熟,信号稳定可靠。蓝牙适配器之间可以达到100米的通讯距离,而工业网络技术利用Modbus通讯协议可以达到几公里的通讯距离,例如美国邦纳公司的DX70/80 工业无线网络产品,2.4G通讯频率最远可以达到3.2公里的通讯距离。
  起重机行进中的定位问题:
  随着起重机在工作区往返运动,电缆线持续地被弯折,这种情况导致产生了一个重要的维护问题。许多桥式起重机使用柔性电线护套管或拖链来减小因弯折而施加在电缆线上的应力。有些则预先将电缆线缠绕几圈以减少电缆弯折的幅度。尽管采取了这些改善措施,但是依然存在失效的风险,最终还是需要更换电缆线。
  (图一,安装于桥式起重机上的柔性电缆线)
  解决方案:利用无线通讯技术消除了对电缆线的需求
  在起重机设计和改造项目中越来越多地使用像邦纳SureCross DX70和DX80那样的无线I/O 设备。没有了电缆线就直接减少了传感器和编码器的安装成本以及对起重机的后续维护成本。
  有一个无线应用是来自一家金属卷材制造商。他们在仓库地面利用无线操控一台桥式起重机。起重机的位置由2个反射板式激光位移传感器来获取。一个测量X轴方向(即仓库长度方向)的位置,另一个测量Y轴方向(即起重机的宽度方向)的位置。
  每个反射板式激光位移传感器输出一个4-20 mA模拟量信号。该信号被连接到无线I/O设备的一个模拟量输入端。无线设备每秒钟对传感器模拟量输出信号采样8次,获取桥式起重机的位置。由于无线设备和两个传感器都安装在移动的起重机上,所以只有很少量的电缆线被用来连接I/O信号,而且不会出现弯折的情况。
  图二:安装于桥式起重机现场的DX70网关
  实施过程中,无线设备传送传感器模拟量输出信号至安装于数显板侧并与之相连接的另一个无线设备。该设备有两个模拟量输出端连接到数显板的输入端,一个显示桥式起重机的X轴位置,另一个显示Y轴位置。 依靠数显板上的读数,操作员使用遥控器操纵起重机运动到正确的位置,然后吊取或放置金属卷材。
  图三:现场安装DX70网关
  除开关量和模拟量I/O之外,工业无线网络亦可以经由RS485 和RS232串口实现数据通讯。这不仅允许无线网络与许多不同类型的I/O设备相连,而且还可以与PLC和电脑相连。邦纳公司的无线产品采用跳频扩频(FHSS)和时分多路(TDMA)技术有效避免了来自其他无线设备的干扰。
  另外:使用无线I/O 设备在以下三方面节省了资金:
  ? 在控制系统安装期间无需铺设大量电缆线
  ? 因为没有电缆线损坏的潜在风险,所以维护成本和系统停机可以大大减少
  ? 可靠的位置信息经由无线传送可以降低碰撞的风险。同时也减少了因更换受损部件而产生的费用
  邦纳Data Radio工业无线网络产品介绍:
  ? 使用简便,快速接插件连接
  ?无需复杂的产品设置
  ? 通过DIP开关快速设置通讯波特率和奇偶校验位
  ? 提供现场信号诊断功能,快速评判信号质量
  ? 2.4 GHz 工作频率
  结束语 :
  使用无线网络系统能够使起重机在实际工作中更加安全可靠,避免了因为电缆线,护套管或拖链等腐蚀原因而带给工作的安全隐患,方便安装操作,及时发现和排除故障,有利于起重机行业实现自动化和智能化。美国邦纳工业无线网络系统在实际中的应用中,适用于各种已有的传感器安装,减少了布线距离增加的成本,解决了起重机布线障碍或是在室外工作的限制,在起重机工作利用无线技术进行定位应用,邦纳的跳频扩频技术得到了充分的发挥。
  附:
  1. FHSS-无线电跳频扩频技术: 载波频率受一个伪随机码的控制,在其有效工作带宽范围内,按PN码的随机规律不断改变,实现频谱扩展。同时在接收端,接收机的频率合成器受相同的伪随机码控制,并通过同步措施,保持与发射端的跳变顺序一致, 最终实现双向通讯。 跳频的优点是抗干扰性能强,相比其他单一频率通讯方式(例如数传电台),一旦在某个时间点上通讯受到外界噪声干扰,便可以主动跳变到其他频道上继续通讯。

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