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1、无线电台在桥式起重机远程监控系统中的应用冷建伟1，2 袁松涛1，2( 1 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384; 2 天津理工大学自动化学院，天津 300384)摘 要 无线电台在桥式起重机上的应用实现了中控室对车间桥式起重机的自动监控，远程实时检测两台桥式起重机的运行状态。主要介绍了该系统的主要功能、结构等。关键词 桥式起重机 远程监控 数传电台 无线通信中图分类号文献标识码文章编号1000-3932( 2012) 09-1184-04TH865A目前，集散控制系统在过程控制级与控制管理级之间大多采用有线连接方式，但对于铺设电 缆、光缆存在困难的应用场合或大范围、较分散
2、的 应用场合，采用无线组网方式则具有更大的优势。 随着通信技术的飞速发展，无线通信技术的应用 也日益广泛，无线通信技术在工业控制领域的应 用可以节省大量资源，提高劳动效率。桥式起重机是现代工厂里的主要生产运输设 备，而且就有关部门调查，随着国内企业生产规模 的扩大，生产水平的提高，桥式起重机的应用将更 加广泛。对桥式起重机的集中监控能够大大提高 企业的生产效率，方便企业管理，给企业提供生产 调度的依据。1 设计思想本系统建立在天津某不锈钢公司生产车间两 台桥式起重机控制系统的基础之上。原有系统中 两台起重机各自独立运行，有各自完整的操控系 统，基本能满足生产需要，但在生产效率提高方面 还有一定
3、的空间，而且并没有实现统一的管理。 因此设计在车间建立地面中控室，通过无线电台 对两台起重机的运行状态和运行参数进行实时监 控。相对于线缆铺设，无线传输具有成本低廉、适图 1 系统结构示意图2 1 中控室监控系统和下位机子系统功能中控室监控系统建立在车间地面，主要由工业 PC 组成，能够给用户提供一个良好的用户界面，PC 通过 RS232 与数传电台进行连接。主要功能是通信信道的建立、数据收发、数据处理、参数和状态的查询、报表与图表输出、数据库的更新与维护。下位机子系统设立在桥式起重机上，随着桥式起重机的移动而移 动。 该 系 统 由 工 控 机PLC、信号传感器及变频器等组成，结构框图如图
4、2 所示。它可以脱离中控室监控独立运行，可主站通信程序和从站通信程序都采用 VisualBasic 编程，主站和从站通信程序流程分别如图3、4 所示5。图 2 子系统结构示意图无线通信系统功能 监控系统利用数传电台进行无线数据传输，2 2数 传电台采用日本日精公司 最 新 开 发 的ND250A。该数传电台由发射机和接收机组成。 根据现场情况中控室需要对两台桥式起重机进行 监控，所以采用点对多点的通信模式。数传电台 的 RS232 接口可以很方便地与计算机串口连接， 而不需第三方设备。初始化设置和串口设置相 同。当下位机向上位机发送数据时，下位机电台 接收下位机从串口传来的数字信号，电台的发信
5、 机将信号调制成 230MHz 的调频信号从天线发射 出去，上位机电台的收信机接收到调频信号，解调 成数字信号后从串口传给主机。上位机向下位机 发送信号时，上位机电台接收上位机从串口传来 的数字信号，电台的发信机将信号调制成 230MHz 的调频信号从天线发射出去，下位机电台的收信 机接收到调频信号，解调成数字信号后从串口传 给下位机。电台以点对点同频半双工方式工作， 通信速率为 9 600bit / s，频率为 230MHz。3 软件设计以下为 Visual Basic 编写的部分代码:MSComm1 CommPort = 1 串口初始化 MSComm1 Settings = 9600，E，
6、number，1 MSComm1 InputMode = 0MSComm1 PortOpen = TrueMSComm1 InputMode = comInputModeBinaryMSComm1 InBufferCount = 0 清空接收缓冲区通信软件在监控系统中，中控系统和下位机子系统进 行无线通信时，数据是以数据包的格式被传送的， 为了保证通信能够实现，两者必须有一定的通信 格式。由于一个监控中心要监控两个下位机子系 统，所以该系统采用的是广播通信方式。对于远程监控系统。监控中心多采用主从式 半双工通信方式。在该系统中，监控中心作为主 站，两个下位机系统作为从站，主站主动轮询从 站，并
7、发送控制信息，从站在接收到数据后作出响3 1= 0 清空发送缓冲区MSComm1 OutBufferCount If OptionChe1 Value Then strSendText = FD 区分 1 号车还是 2 号车 Else strSendText = FC End If应，并回馈从站状态信息2 4。监控软件的编写分为下位机子系统监控软件和中控室监控软件，都采用 Visual Basic 编写。下位机对起重机的监控首先要实现的是 Visual Bas- ic 和 PLC 数据的交换，然后利用 Visual Basic 完美 的界面编辑能力，直观地显示桥式起重机的位置、 运行速度及报警
8、信息等，并能完成对起重机的操 控。Visual Basic 和 PLC 数 据 的 交 换 首 先 通 过 Wincc 与 PLC 建立连接，Visual Basic 和 Wincc 之 间又能通过 OPC 平台进行数据交换，从而实现 Visual Basic 和 PLC 的连接。其中 Visual Basic 作 为 OPC 的客户端，Wincc 作为服务器6。以下为 部分 Visual Basic 代码:启动 WinccShell ( c: Program Files SIEMENS WinCC bin WinCCExplorer exe ) 创建 OPC 服务器对象If objServe
9、r Is Nothing ThenSet objServer = New OPCServerEnd If连接服务器If objServer ServerState = OPCDisconnected Then objServer Connect psServerName，psServerLocation End If建立 OPC 组集合对象If objGroups Is Nothing ThenSet objGroups = objServer OPCGroupsEnd If添加一个 OPC 组If objGroup Is Nothing ThenSet objGroup = objGroup
10、s Add( FirstGroup )End IfPIC-5101 的测量点由原来的 PT-5101 ( 离心二段止逆阀后) 改为 PT-5105( 离心二段止逆阀前) ，即 调节器的 PV 值由 PT-5105 来取，目的是当反应器 压力出现波动或系统持料时，调节器能快速检测 压缩机出口压力并能迅速调节; 将 PIC-5101 程序 中 LMR-RDT 斜坡时间原来的 10s 改为 2s，将 LC- MOP 手动输出值由原来的 5500 改为 4500，即当 反应器停车时，将防喘振阀的开度手动开到 55% 的开度，防止出现压力波动而使机组高压联锁停 车。增加系统的隔离措施，提高系统的抗干扰能
11、 力。原系统不论是 AI、AO 还是 DI、DO 点现场仪 表的供电都存在正端公用的问题，具 体 讲 对 于AI / AO 现场仪表 24VDC 的正端公用存在的问题是当 24VDC 正端有虚接地或接地时，影响整个现场仪表供电，PLC 的显示为 I / O FAULT，影响机组的过程控制; 当 I / O FAULT 故障表满就会导致PLC 的 CPU 故障，应用程序停止运行。对于 DI /DO 现场仪表 110ACV 的正端公用存在的问题当110ACV 正端有虚接地或接地时，导致保险丝断或整个 110ACV 电压降，从而引起联锁点动作，出现停机。本次改造选用 MTL 隔离栅来增加系统隔离措施
12、，现场一点的虚接地或接地，影响的只是某一点( 或一通道) ，不会影响其他点( 或其他通道) ，提高了系统的抗干扰能力，减少了不必要故障的发生。改造前、后的接线对比如图 5 所示。图 5 改造前、后的接线对比图对空压机的控制更加节能，对装置长周期地稳定5 结束语改造后的空压机控制系统解决了原先系统存 在的隐患和问题，系统更加开放，同时也提高了系 统的安全性和可靠性。改造后的系统运行稳定，运行起到了保驾护航的作用。此次改造也为将来对其他系统的改造积累了经验，丰富和提高了专业知识。( 上接第 1186 页)题。经过现场测试，实现了中控室对桥式起重机 的集中监控，并且该系统运行稳定、效果良好，能 够快
13、速精确地完成搬运工作，提高了工作效率。参 考 文 献3潘丰，苏云 无线数传电台在小型集散控制系统中的应用J 电子技术，2003，( 7) : 27 294魏克新，马中原，冷建伟，等 基于无线数传的海上采油平台监控系统J 电气传动，2009，39 ( 10) : 67 715龙马工作室 Visual Basic6 0 程序设计从入门到精1刘为国 无线数传电台在远程监控系统中的应用与 设计J 矿山机械，2008，36( 8) : 44 46方彦军，周爱彬 基于数传电台的多主通信系统的 实现J 微计算机信息，2005，21( 8) : 36 38通M 北京: 人民邮电出版社，20086日本 OPC
14、协会，郑立译 OPC 应用程序入门M 北2京: OPC( 中国) 促进委员会，2005Wireless Digital Radio in Bridge Crane Remote Monitoring SystemLENG Jian-wei1，2 ，YUAN Song-tao1，2( 1 Tianjin Key Laboratory for Control Theory Applications in Complicated Systems，Tianjin 300384，China ;2 College of Automation，Tianjin University of Technology
15、，Tianjin 300384，China)AbstractThe wireless radio in bridge cranes remote monitoring system was introduced，including the sys-tem function and structure This application benefits the central control room in remote auto-monitoring of twobridge cranesKey words bridge crane，remote monitoring，radio station，wireless communication
