1、工程機械產(chǎn)業(yè)分析工程機械產(chǎn)業(yè)分析淺析工業(yè)無線技術(shù)在工程機械上的運用和推廣 一、起重機行業(yè)概況 物料搬運成了人類生產(chǎn)活動的重要組成局部，距今已有五千多年的開展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，自動化程度的提高，作為物料搬運重要設(shè)備的起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。起重機正經(jīng)歷著一場巨大的變革。 起重機屬于工程機械中的一種。工程機械行業(yè)主要可以分為以下幾個子行業(yè)：挖掘機械、起重機械、壓實機械、樁工機械、路面機械、鑿巖機械、鏟土運輸機械、鋼筋混凝土機械和其他機械。 作為工程機械的分支，起重機械又可具體細分為： 起重機械正朝著大型化、專用化、模塊化、組合化、自動化

2、、智能化、成套化、系統(tǒng)化、新型化、實用化、集群化等方向開展。 二、起重機概述及其自動化系統(tǒng)組成 起重機結(jié)構(gòu)緊湊，不易布置線路，另外復雜的信號連線還會給起重機的維護造成困難，所以信號的無線連接是起重機的解決問題的很好的途徑。起重機在現(xiàn)場工作時，平安性是相當重要的，現(xiàn)代電子技術(shù)、IT通訊技術(shù)、無線電技術(shù)在起重機上的應用，各個廠家，也進行了很多實驗和完善，無線技術(shù)，越來越多的得到實踐的認可，遠程監(jiān)控以及無線控制技術(shù)在起重機行業(yè)上得以充分的應用實現(xiàn)。 信號穩(wěn)定，速度實時響應，抗干擾能力強，衍射能力強，距離遠，支持多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是起重機在無線通訊系統(tǒng)的前提條件。 賽遠的工業(yè)無線通訊產(chǎn)品，具有上述的全部

3、特點。 賽遠的工業(yè)無線通訊模塊，通訊距離最遠可以到達十公里，支持MODBUS、ASCII、PPI等協(xié)議，平安穩(wěn)定，具有很強的穿透和衍射能力，到達ms級別的實時響應，是用在起重等行業(yè)移動、旋轉(zhuǎn)和不方便接線的場合的極佳選擇。 本起重機聯(lián)動的應用中，4臺車的無線通訊，采用了賽遠的SY-S72產(chǎn)品進行通訊，一個主站和三個從站，控制器均采用西門子S7-224，無線同步數(shù)據(jù)進行同步動作。 該應用中，一個主站對三個從站進行監(jiān)控，每個從站需要交換的數(shù)據(jù)有20個字節(jié)，3個站輪詢，采用SY-S72，9600bps的傳輸速率，經(jīng)過賽遠的無線通訊程序，三個站累計采集時間為25ms左右，即每秒可以輪詢40次左右。 由于

4、賽遠的無線通訊模塊頻段占帶寬為15K，極小，無線電的特性是，不同頻不干擾，同頻必然干擾。所以在程序中，應該做好準備，在現(xiàn)場產(chǎn)生如同頻干擾導致瞬間通訊失敗時，主站可在程序中設(shè)定，在150ms之內(nèi)，主動再次發(fā)出輪詢指令，恢復通訊。 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，如何動作，并告知到所有從站。從站在通訊故障時，可以采取保持當前狀態(tài)或者直接采取應急狀態(tài)等動作。 三、配置清單 每個現(xiàn)場控制站： 序號 名稱 型號 數(shù)量 1 西門子PLC S7-224 1 2 無線通訊模塊 SY-S72 1 3 大吸盤全向天線 SY-ANT-22 1 4 總線連接器 972-0BB41 1 5

5、 開關(guān)電源 SY-PW 1 四、起重機上的無線通訊的特點 針對起重機的通訊，首先考慮的是采用有線通訊。但在實際使用過程中，由于有線通訊電纜和動力電纜等難以隔離較遠，現(xiàn)場的電磁干擾常常將通訊信號干擾得難以正常收發(fā)。較好的解決方案是采用光纖進行通訊，但由于生產(chǎn)過程較為復雜，當光纖發(fā)生斷線的時候，現(xiàn)場檢修十分困難，需要重新敷設(shè)光纖，工作量大，并且需要專用設(shè)備進行現(xiàn)場熔接，維護的周期長，影響較大。 設(shè)計時，也采用過諸多方案進行無線，市面上大局部產(chǎn)品大局部采用了2.4GWIFI協(xié)議進行傳輸，在調(diào)試的時候，在可對視的時候，能夠建立正常的通訊，速度可以到達54Mbps，甚至可以傳輸視頻。但在移動過程中，如果

6、遇到遮擋或者雨天天氣，很難保證可對視的傳輸。2.4G的信號在有遮擋物的情況下，時有時無，十分的不穩(wěn)定。并且在雨天的時候，信號也變得不穩(wěn)定。不管是知名品牌，還是市面上常見的產(chǎn)品，均有此問題。 經(jīng)過深度分析，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，波長約為124mm，其信號衰減快，衍射能力弱。這就是微波的特性。任何品牌的產(chǎn)品也無法改變該物理特性，所以在遇到遮擋物時，包括下雨天天氣，水分子就變成了一堵堵墻，吸收微波，并無法衍射，導致信號被吸收而失真，導致通訊問題。 由此，在復雜環(huán)境，必須選用衍射能力更加強的低頻產(chǎn)品進行傳輸，如采用433MHz的無線通訊產(chǎn)品，其波長為

7、692mm，波長較長的信號的衍射能力強，信號可以進行反射和繞射，將信號傳輸?shù)侥康牡?。而且，無線電的傳輸速度不管是在哪個頻段，都是和光速一樣的，所以不存在信號屢次衍射之后的速度降低問題，關(guān)鍵在于無線通訊模塊的處理速度和能力。 經(jīng)過現(xiàn)場比照實驗，最后選定具有國家專利的賽遠無線通訊模塊SY-S72，因為該產(chǎn)品在現(xiàn)場各個復雜環(huán)境測試，均表現(xiàn)信號穩(wěn)定，并且無線通訊模塊的處理速度很快，由于無線通訊模塊的收發(fā)帶來的時延不超過5ms，遠遠超過市面上的產(chǎn)品的性能。 五、起重機聯(lián)動的現(xiàn)場應用效果 4機聯(lián)動起重機 每臺起重機上的無線通訊安裝在頂部 在調(diào)試過程中，要加以注意的是，選好無線通訊天線架設(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，有助于信號的穩(wěn)定傳輸。另外，對于PLC和無線通訊模塊采用的開關(guān)電源，建議采用紋波系數(shù)小的優(yōu)質(zhì)開關(guān)電源，在PLC和無線通訊模塊之間