一、       起重機(jī)行業(yè)概況

 物料搬運(yùn)成了人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。

起重機(jī)屬于工程機(jī)械中的一種。工程機(jī)械行業(yè)主要可以分為以下幾個(gè)子行業(yè)：挖掘機(jī)械、起重機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、樁工機(jī)械、路面機(jī)械、鑿巖機(jī)械、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、鋼筋混凝土機(jī)械和其他機(jī)械。

作為工程機(jī)械的分支，起重機(jī)械又可具體細(xì)分為：

起重機(jī)械正朝著大型化、專(zhuān)用化、模塊化、組合化、自動(dòng)化、智能化、成套化、系統(tǒng)化、新型化、實(shí)用化、集群化等方向發(fā)展。

二、       起重機(jī)概述及其自動(dòng)化系統(tǒng)組成

起重機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，不易布置線路，另外復(fù)雜的信號(hào)連線還會(huì)給起重機(jī)的維護(hù)造成困難，所以信號(hào)的無(wú)線連接是起重機(jī)的解決問(wèn)題的很好的途徑。起重機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)，安全性是相當(dāng)重要的，現(xiàn)代電子技術(shù)、IT通訊技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用，各個(gè)廠家，也進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)和完善，無(wú)線技術(shù)，越來(lái)越多的得到實(shí)踐的認(rèn)可，遠(yuǎn)程監(jiān)控以及無(wú)線控制技術(shù)在起重機(jī)行業(yè)上得以充分的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

信號(hào)穩(wěn)定，速度實(shí)時(shí)響應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，衍射能力強(qiáng)，距離遠(yuǎn)，支持多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是起重機(jī)在無(wú)線通訊系統(tǒng)的前提條件。

賽遠(yuǎn)的工業(yè)無(wú)線通訊產(chǎn)品，具有上述的全部特點(diǎn)。

賽遠(yuǎn)的工業(yè)無(wú)線通訊模塊，通訊距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到十公里，支持MODBUS、ASCII、PPI等協(xié)議，安全穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的穿透和衍射能力，達(dá)到ms級(jí)別的實(shí)時(shí)響應(yīng)，是用在起重等行業(yè)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和不方便接線的場(chǎng)合的極佳選擇。

 

本起重機(jī)聯(lián)動(dòng)的應(yīng)用中，4臺(tái)車(chē)的無(wú)線通訊，采用了賽遠(yuǎn)的SY-S72產(chǎn)品進(jìn)行通訊，一個(gè)主站和三個(gè)從站，控制器均采用西門(mén)子S7-224，無(wú)線同步數(shù)據(jù)進(jìn)行同步動(dòng)作。4個(gè)站的無(wú)線通訊拓?fù)鋱D如下：

通過(guò)SY-S72進(jìn)行無(wú)線通訊

在4臺(tái)設(shè)備上采用賽遠(yuǎn)的無(wú)線通訊模塊SY-S72

該應(yīng)用中，一個(gè)主站對(duì)三個(gè)從站進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)從站需要交換的數(shù)據(jù)有20個(gè)字節(jié)，3個(gè)站輪詢(xún)，采用SY-S72，9600bps的傳輸速率，經(jīng)過(guò)賽遠(yuǎn)的無(wú)線通訊程序，三個(gè)站累計(jì)采集時(shí)間為25ms左右，即每秒可以輪詢(xún)40次左右。

由于賽遠(yuǎn)的無(wú)線通訊模塊頻段占帶寬為15K，極小，無(wú)線電的特性是，不同頻不干擾，同頻必然干擾。所以在程序中，應(yīng)該做好準(zhǔn)備，在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生如同頻干擾導(dǎo)致瞬間通訊失敗時(shí)，主站可在程序中設(shè)定，在1~50ms之內(nèi)，主動(dòng)再次發(fā)出輪詢(xún)指令，恢復(fù)通訊。

某站的故障，不影響其他站的正常通訊。主站中可以設(shè)定單站故障時(shí)，如何動(dòng)作，并告知到所有從站。從站在通訊故障時(shí)，可以采取保持當(dāng)前狀態(tài)或者直接采取應(yīng)急狀態(tài)等動(dòng)作。

三、       配置清單

每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站：

序號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量 

1 西門(mén)子PLC S7-224 1 

2 無(wú)線通訊模塊 SY-S72 1 

3 大吸盤(pán)全向天線 SY-ANT-22 1 

4 總線連接器 972-0BB41 1 

5 開(kāi)關(guān)電源 SY-PW 1 

四、       起重機(jī)上的無(wú)線通訊的特點(diǎn)

針對(duì)起重機(jī)的通訊，首先考慮的是采用有線通訊。但在實(shí)際使用過(guò)程中，由于有線通訊電纜和動(dòng)力電纜等難以隔離較遠(yuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾常常將通訊信號(hào)干擾得難以正常收發(fā)。較好的解決方案是采用光纖進(jìn)行通訊，但由于生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，當(dāng)光纖發(fā)生斷線的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)檢修十分困難，需要重新敷設(shè)光纖，工作量大，并且需要專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熔接，維護(hù)的周期長(zhǎng)，影響較大。

設(shè)計(jì)時(shí)，也采用過(guò)諸多方案進(jìn)行無(wú)線，市面上大部分產(chǎn)品大部分采用了2.4G WIFI協(xié)議進(jìn)行傳輸，在調(diào)試的時(shí)候，在可對(duì)視的時(shí)候，能夠建立正常的通訊，速度可以達(dá)到54Mbps，甚至可以傳輸視頻。但在移動(dòng)過(guò)程中，如果遇到遮擋或者雨天天氣，很難保證可對(duì)視的傳輸。2.4G的信號(hào)在有遮擋物的情況下，時(shí)有時(shí)無(wú)，十分的不穩(wěn)定。并且在雨天的時(shí)候，信號(hào)也變得不穩(wěn)定。不管是知名品牌，還是市面上常見(jiàn)的產(chǎn)品，均有此問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)深度分析，2.4G的產(chǎn)品，主要是由于其物理特性決定了傳輸?shù)难苌淠芰Α?.4G的頻段，波長(zhǎng)約為124mm，其信號(hào)衰減快，衍射能力弱。這就是微波的特性。任何品牌的產(chǎn)品也無(wú)法改變?cè)撐锢硖匦?，所以在遇到遮擋物時(shí)，包括下雨天天氣，水分子就變成了一堵堵墻，吸收微波，并無(wú)法衍射，導(dǎo)致信號(hào)被吸收而失真，導(dǎo)致通訊問(wèn)題。

不同頻段的特性對(duì)比圖

無(wú)線頻率用途分配表

由此，在復(fù)雜環(huán)境，必須選用衍射能力更加強(qiáng)的低頻產(chǎn)品進(jìn)行傳輸，如采用433MHz的無(wú)線通訊產(chǎn)品，其波長(zhǎng)為692mm，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的信號(hào)的衍射能力強(qiáng)，信號(hào)可以進(jìn)行反射和繞射，將信號(hào)傳輸?shù)侥康牡亍６?，無(wú)線電的傳輸速度不管是在哪個(gè)頻段，都是和光速一樣的，所以不存在信號(hào)多次衍射之后的速度降低問(wèn)題，關(guān)鍵在于無(wú)線通訊模塊的處理速度和能力。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，最后選定具有國(guó)家專(zhuān)利的賽遠(yuǎn)無(wú)線通訊模塊SY-S72，因?yàn)樵摦a(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)復(fù)雜環(huán)境測(cè)試，均表現(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定，并且無(wú)線通訊模塊的處理速度很快，由于無(wú)線通訊模塊的收發(fā)帶來(lái)的時(shí)延不超過(guò)5ms，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)市面上的產(chǎn)品的性能。

五、       起重機(jī)聯(lián)動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用圖如下：

4機(jī)聯(lián)動(dòng)起重機(jī)

每臺(tái)起重機(jī)上的無(wú)線通訊安裝在頂部

在調(diào)試過(guò)程中，要加以注意的是，選好無(wú)線通訊天線架設(shè)的位置，采用全向的天線，尤其是增益大的玻璃鋼天線，或者定向八木天線，有助于信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。另外，對(duì)于PLC和無(wú)線通訊模塊采用的開(kāi)關(guān)電源，建議采用紋波系數(shù)小的優(yōu)質(zhì)開(kāi)關(guān)電源，在PLC和無(wú)線通訊模塊之間，最好加上信號(hào)隔離器。賽遠(yuǎn)的工業(yè)無(wú)線通訊系統(tǒng)，一旦調(diào)試正常，工作穩(wěn)定，這是生產(chǎn)單位最為看重的。 

上述系統(tǒng)，賽遠(yuǎn)的無(wú)線通訊產(chǎn)品在該起重機(jī)聯(lián)動(dòng)使用3年以來(lái)，經(jīng)受住了天氣環(huán)境的考驗(yàn)，粉塵的考驗(yàn)，以及較為惡劣的現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾考驗(yàn)，工作穩(wěn)定。