淺析永聯(lián)鋼廠碼頭無線通訊系統(tǒng)的解決方案

摘要：文章根據(jù)碼頭實際情況及要求，設(shè)計碼頭無線通訊系統(tǒng)實際解決方案，并詳細介紹無線通訊的配置、設(shè)備的選型等，利用無線通訊方式，實現(xiàn)碼頭中控所需的全部信號采集管理等功能。

關(guān)鍵詞：港口碼頭；無線通訊；信號傳輸

中圖分類號：TN949 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0092-02

1 概述

隨著全球物流行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國的港口碼頭數(shù)量也迅速增長，各港口碼頭為了提高生產(chǎn)能力及競爭力，都積極探索新技術(shù)、新方法，將高新技術(shù)成果應(yīng)用到碼頭的作業(yè)中去。

永聯(lián)鋼廠是一家年生產(chǎn)能力700萬噸的鋼廠，每年原材料的輸入量及成品輸出量都很大，故鋼廠籌建了3期碼頭。碼頭面有1670米長，各種類型起重設(shè)備16臺，因碼頭設(shè)備數(shù)量眾多，如何將設(shè)備的運行情況傳送至碼頭中控，并使各個設(shè)備之間相互協(xié)作成為碼頭管理工作中的一個難題。以往的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)由于采用有線傳輸介質(zhì)的局限性，很難適應(yīng)碼頭復(fù)雜的地理位置條件和惡劣的工作環(huán)境；而以電磁波為信息載體的無線通訊技術(shù)則彌補了這一空白。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，無線通訊信號越來越穩(wěn)定，傳輸距離越來越長，無線傳輸作為工業(yè)控制領(lǐng)域的新方法已被越來越多的客戶所青睞。

根據(jù)永聯(lián)鋼廠3期碼頭現(xiàn)場的狀況，在與碼頭業(yè)主方詳細溝通使用要求，實際考察了無線使用的工作環(huán)境，了解所有信號點的分布的基礎(chǔ)上，本文做出無線通訊的解決方案，并詳細介紹無線通訊的配置、設(shè)備的選型等，利用無線通訊方式，實現(xiàn)碼頭中控所需的全部信號采集管理等

功能。

2 現(xiàn)場狀況描述

永聯(lián)鋼廠共3期碼頭，碼頭總長度1670米，碼頭面上有大型起重設(shè)備16臺（橋式抓斗卸船機8臺，門座式起重機7臺，連續(xù)式裝船機1臺）。碼頭中控室距碼頭前沿1500米，碼頭中控室距所有大型起重設(shè)備中間無障礙，現(xiàn)場最低溫度不低于-10℃，最高溫度不高于40℃。本方案主要實現(xiàn)功能是使所有16臺設(shè)備均可將設(shè)備的數(shù)據(jù)信號傳送至碼頭中控，便于碼頭中控室對所有設(shè)備進行統(tǒng)一管理，這些數(shù)據(jù)信號包括設(shè)備上的監(jiān)控圖像、連鎖的I/O信號、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號（可遠程診斷）。

永聯(lián)鋼廠1期碼頭共4臺800T/H橋式抓斗卸船機，單臺卸船機主控制器均為施耐德產(chǎn)品，主控制器上有工業(yè)以太網(wǎng)口，單臺卸船機有5個可變焦攝像頭，一臺監(jiān)控主機，監(jiān)控主機上有工業(yè)以太網(wǎng)口。卸船機下方設(shè)2條皮帶，卸船機需與皮帶信號連鎖。

永聯(lián)鋼廠2期碼頭共2臺1250T/H橋式抓斗卸船機和3臺門座式起重機，單臺橋式抓斗卸船機上采用施耐德品牌主控制器，主控制器上有工業(yè)以太網(wǎng)口，單臺卸船機有6個可變焦攝像頭，1臺監(jiān)控主機；監(jiān)控主機上有以太網(wǎng)口，卸船機下方設(shè)2條皮帶，卸船機需與皮帶信號連鎖。單臺門座式起重機有3個可變焦攝像頭，1只監(jiān)控主機，監(jiān)控主機上配以太網(wǎng)口。單臺門座式起重機主控制器采用施耐德品牌，主控制器帶以太網(wǎng)口。

永聯(lián)鋼廠3期碼頭共2臺1600T/H橋式抓斗卸船機和4臺門座式起重機及1臺裝船機，單臺橋式抓斗卸船機上采用西門子S7-400系列，主控制器上有工業(yè)以太網(wǎng)口，單臺卸船機有6個可變焦攝像頭，1臺監(jiān)控主機；監(jiān)控主機上有以太網(wǎng)口，卸船機下方設(shè)3條皮帶，卸船機需與皮帶信號連鎖。單臺門座式起重機有3個可變焦攝像頭，1只監(jiān)控主機，監(jiān)控主機上配以太網(wǎng)口。單臺門座式起重機主控制器采用西門子S7-300系列，主控制器帶Profibus-DP接口。單臺裝船機有2個可變焦攝像頭，1只監(jiān)控主機，監(jiān)控主機上配以太網(wǎng)口。單臺裝船機主控制器采用西門子S7-300系列，主控制器帶Profibus-DP接口。

3 無線通訊解決方案

針對現(xiàn)場實際使用要求，需要以下三種方式的無線

通訊：

3.1 連鎖信號傳輸（點對點方式）

傳統(tǒng)的橋式抓斗卸船機與皮帶機之間的連鎖采用控制電纜卷盤方式，控制電纜為多芯軟電纜。此方式需要的硬件成本高，且控制電纜經(jīng)多年的纏繞及拉伸，易表面起皺，電纜內(nèi)部線芯易拉斷，每隔幾年需更換電纜；且電纜卷盤維護工作量大，故現(xiàn)采用無線通訊方式。

點對點方式具體實現(xiàn)方案為：在卸船機電氣室PLC側(cè)，通過I/O端子與無線發(fā)射模塊Modem DDAA1000連接；即PLC I/O+無線Modem DDAA1000。在碼頭中控室側(cè)，無線接收模塊Modem與設(shè)備I/O端子連接。DDAA1000為端子無線Modem，帶有8個點的開關(guān)量輸入、輸出端子，帶有8路模擬量輸入、輸出端子，DDAA1000采用2.4GHz跳頻技術(shù)，具有很強的抗干擾特性，可以在有很多無線電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可靠、正常地運行。本碼頭共計有8臺橋式抓斗卸船機，故共需要8對無線設(shè)備進行點對點通訊，即8個主站、8個從站，如圖1所示：

3.2 視頻信號傳輸（點對多點方式）

傳統(tǒng)的大型起重設(shè)備上都配置有攝像頭，但所有的監(jiān)控畫面只限在本機的司機室可看。當碼頭中控室需監(jiān)控這些視頻畫面時，傳統(tǒng)做法是采用動力電纜含光纖方式，通過光纖這種介質(zhì)來實現(xiàn)視頻的傳輸。但此種方式在硬件成本上較為昂貴，且若光纖有損害，需更換整根動力電纜。此種方式存在使用上的弊端，故在科技迅速發(fā)展的今天，無線技術(shù)的廣泛使用背景下，采用無線方式傳輸視頻信號已是未來的發(fā)展趨勢。

視頻傳輸?shù)狞c對多點的實現(xiàn)方案為：在每臺大型吊機設(shè)備上的硬盤錄像機通過以太網(wǎng)口連接無線Modem SU-VL從站；即硬盤錄像機+無線Modem SU-VL從站，共計16臺。碼頭中控室側(cè)配置無線Modem AU-VL主站，即無線Modem AU-VL+中控室以太網(wǎng)交換機+PC。因卸船機上配置的攝像頭較多，占用的通訊流量較大，所以在組網(wǎng)時，1期碼頭四臺卸船機按照1對2方式，即一個主站兩個從站方式。2期碼頭兩臺卸船機也采用1對2方式。2期碼頭門機上配置的攝像頭數(shù)量較少，故采用1對3方式，即一個主站四個從站方式。3期碼頭兩臺卸船機采用1對2方式，3期碼頭四臺門機及一臺裝船機分別采用1對2方式及1對3方式，如圖2所示。

3.3 以太網(wǎng)信號傳輸（點對多點方式）

所有大型起重設(shè)備均由PLC控制，PLC可以稱作是一臺設(shè)備的大腦，傳統(tǒng)的港機設(shè)備調(diào)試及故障診斷時均需相關(guān)技術(shù)人員去設(shè)備現(xiàn)場進行操作，在科技發(fā)展的今天，隨著自動化程度越來越高，無線技術(shù)的飛速發(fā)展，為實現(xiàn)遠程診斷提供了可靠的保障，通過無線傳輸CPU中的數(shù)據(jù)，工程師可以在辦公室完成對設(shè)備的診斷。

具體實現(xiàn)方案為：在每臺大型吊機設(shè)備的CPU側(cè)通過以太網(wǎng)口連接至無線Modem SRM6310從站，即CPU+SRM6310。碼頭中控室側(cè)配置SRM6310主站，即無線SRM6310+中控室以太網(wǎng)交換機+PC。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)占用流量小，但對數(shù)據(jù)可靠性及時性要求高，所以在組網(wǎng)時，采用1對2方式，即一個主站兩個從站方式。

4 結(jié)語

本文在碼頭實際情況基礎(chǔ)上，提出了切實可行的無線解決方案，此方案已經(jīng)投入使用并獲得業(yè)主充分肯定，具有廣泛的應(yīng)用價值。

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作者簡介：孟祥華（1979—），蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰人，杭州華新機電工程有限公司中級工程師，碩士，研究方向：電氣自動化。

（責任編輯：劉 晶）