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★引言:

PLC在工业企业中的广泛应用,为工业自动化带来革命性的影响。PLC的通讯组网更加使得用户从多个单一的设备转化为一个有机的协调的自动化系统。大多数PLC都提供通讯接口,因此PLC的组网本身并不困难。但是对于频繁远距离移动设备,例如钢铁企业 烧结厂堆取料机 PLC 与地面传送设备 PLC 之间的通信、码头装卸设备与地面 PLC 之间的通信则是一个技术难题。

由于堆、取料机是 频繁远距离 运动设备,传统屏蔽通讯电缆不能采用。国内较多采用电缆盘通过绕盘和解盘实现电缆的收放,并且通过碳刷滑动传递开关量信号,实现互锁与联动。根本无法实现通讯功能,由于电缆盘结构复杂,每根导线只能传递一个开关量信号,而且碳刷滑动过程干扰严重,无法实现大量开关量信号及模拟量的传送,严重影响系统的自动化程度,造成烧结厂总体自动化性能严重下降。

 

一· PLC-NET 通讯装置产品概要

PLC-NET 通讯装置 正是为满足该需求而设计的,该装置能够解决移动 堆取料机 PLC与中控室主机的无线互连,实现数据的传输与交换。该产品在昆钢球团工程实际应用表明,设备运行稳定可靠,抗电磁干扰能力强,设备传输信息量大,延时小,是传统电缆卷盘的理想替代品。在分析昆钢老设备技术改造和新设备设计不同需求的基础上,引进国外软件无线电产品,运用成熟稳定的网络通讯技术,开发了 PLC-NET 通讯装置系列产品,该产品目前可提供两种型号备选。

1 · PLC-NET100型 ,用于 老设备技术改造,可直接代替电缆卷盘。不需修改原设备的 PLC硬件及软件,直接通过开关量输入/输出实现连接与信号传递。 PLC-NET100 从机安装在移动设备(或远方设备)上,通过开关量与堆取料机 PLC相连。(无PLC场合, PLC-NET100可直接与位置开关、状态开关及输出执行机构相连。)PLC-NET100主 机安装在地面设备上,通过开关量与地面 PLC相连。 PLC-NET100主 机与从机通过无线交换数据。传输信号量为 16入16出。一般建议点对点通讯,也可以支持一点对多点,定货时需特别说明。点对点传输延时小于25MS。

2 · PLC-NET200型 ,用于新设备设计或 老设备大幅度技术改造,可代替电缆卷盘,需修改 PLC软件。地面设备及移动设备的PLC必须具备MODBUS总线接口, PLC-NET200 从机安装在移动设备(或远方设备)上,通过 MODBUS总线接口与堆取料机PLC相连。 PLC-NET200主 机安装在地面设备上,通过 MODBUS总线接口与地面PLC相连。 PLC-NET200主 机与从机通过无线交换数据。传输信号量为每个从设备 64上16下。一般建议一点对多点通讯,如果传输信号量增加,定货时需特别说明。1点对4点传输延时小于110MS。

同时我公司还可以提供 PLC-NET100、PLC-NET200结合型产品 ,适用于新设计设备及 老设备技术改造,可直接代替电缆卷盘,具备 PLC-NET100型、PLC-NET200型的所有功能及优点,但数据更新时间相对慢一些 。 1点对4点传输延时小于150MS。

二· PLC - NET200 通讯装置原理及其在堆取料系统中的应用

如图 1所示,PLC-NET200通讯装置包含基于软件无线电的数传电台、基于RISC指令的通讯路由器、电源系统、天线、避雷器等。PLC-NET200通讯装置与其他设备采用MODBUS协议通信。PLC-NET通讯装置分为主机与分机两种类型,一般主机用于通讯控制中心接口,从机用于堆取料机接口。

图 1 PLC-NET200通讯装置原理图

 

图 2是PLC-NET200通讯装置在 烧结厂 堆取料系统中的应用图。中控室 PLC主机通过RS232口与主PLC-NET200通讯装置连接,构成通讯主站;各堆取料机的PLC的MODBUS通讯口与从PLC-NET200通讯装置的RS232口相连构成各分站。

主站与各个分站之间的通信采用轮巡方式(令牌方式),主站在令牌发放与回收过程中同时验证了主站与各从站的通讯线路是否畅通。

图 2 PLC-NET200通讯装置在 堆取料系统中应用图

三 · PLC - NET200 通讯装置技术性能

3·1 工作频率: 220MHZ-240MHZ或330MHZ-512MHZ,定货时可选

3·2 带宽: 25KHZ

3·3 数据速率: 19200bps

3·4 端口速率: 600bps-19200bps

3·5 误码率/灵敏度: 10E-6 · 105dBm

3·6 射频发送功率: 0·1W-25W 软件可调

3·7 通讯距离: 15公里/发射功率5W,70公里/发射功率20W,(通讯距离受安装环境、天线架设、发射功率等因素决定)。

3·8 传输延时: 全部信号小于0·11S

3·9 电源:AC220V(AC185V-AC265V)

3·10 温度范围:-40℃~+70℃

3·11 湿度范围: 95% 40℃,不凝露

四 · PL C - NET 通讯装置定货须知

4·1 明确设计目标,我公司免费提供参考方案设计。明确PLC-NET通讯装置类型,确认工程配置方案。

4·2 指明主、从PLC-NET通讯装置安装及运行环境。

4·3 指明主、从PLC-NET通讯装置数量。

4·4 指明供电电源电压。

4·5 对上下行数据流量有特殊要求,应特别提出。

4·6 对上下行数据传输延时有特殊要求,应特别提出。

4·7 对通讯方式有特殊要求,应特别提出。

五·几种方案对比

5·1 电缆卷盘方式

优点

1·传统设备,设备直观,明晰。

2·维护虽有劳动强度,需技术经验,但不必专业技术人员。

缺点

1·电缆反复在电缆卷筒上进行卷、放动作,造成电缆内部易经常断线损坏;一两根芯线局部断线,既造成一整根报废。

2·控制电缆接入的滑环装置,易发生接触不良或发生跳火,由此产生干扰,导致误动作、停机,影响设备正常工作。

3·电缆卷盘采用机械传动,传动的磁滞电机(或力矩电机)及传动机械损坏,造成电缆过张力,易导致电缆外部变形,不能正常卷放,严重时直接导致内部断线。

4·正常使用平均3-6月更换一条电缆;维护工作欠缺时,一周到一月换一条电缆。250米的电缆订货价约5万多元。

维护费用

每年约 20多万元。

传输信号量

总共不超过 30个数字开关量信号

传输延时

很小,基本无。

设备成本

 

5·2 PLC-NET100方式

优点

1·设备小,安装方便。

2·基本上不必特别维护,维护费用低。

3·对于电缆卷盘方式设备,可以直接替换。

4·无需修改PLC软件。

5·设备造价低。

缺点

1·占用无线电频率。

2·能适应钢厂恶劣的电磁干扰环境,能抗电台谐波干扰,但不能抗无线电管理委员会针对性的同频干扰测试。

维护费用

基本无。

传输信号量

32个数字开关量信号

传输延时

小于 25毫秒。(点对点)

设备成本

低。

 

5·3 PLC-NET200方式

优点

1·设备小,安装方便。

2·基本上不必特别维护。

3·通过MODBUS接口通信,可传递开关量及模拟量,如光电编码器输出的位置信息、转速、流量等信息。

4·可传递信息量大。

5·设备造价低。

缺点

1·占用无线电频率。

2·能适应钢厂恶劣的电磁干扰环境,能抗电台谐波干扰,但不能抗无线电管理委员会针对性的同频干扰测试。

3·需在PLC软件中嵌入MODBUS通讯接口程序。

维护费用

低。

传输信号量

80个以上数字开关量信号,允许传输256点以上。

传输延时

小于 110毫秒。(1点对4点)。

设备成本

低。

 

5·4 采用蓝牙技术

优点

1·可传递信息量大。

2·传输速度快,延时小。

缺点

1·占用无线电频率。

2·能否适应钢厂恶劣的电磁干扰环境,有待评估。

3·需在PLC安装蓝牙接口,或PLC安装以太网接口,再将太网接口转为蓝牙接口,造成设备成本剧增。

4·存在被软件病毒感染的危险。

5·标准蓝牙接口发射功率控制严格,通讯距离受限。

维护费用

低。

传输信号量

很大。

传输延时

很小。

设备成本

高。

 



 

 

 
     

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