无线通讯在港口大机设备中的应用

崔加彬　张凤翔（.上海东源计算机自动化工程有限公司，上海　003；.天津港远航国际矿石码头有限公司，天津　300450）

无线通讯在港口大机设备中的应用

崔加彬1张凤翔2
（1.上海东源计算机自动化工程有限公司，上海200231；2.天津港远航国际矿石码头有限公司，天津300450）

天津南疆矿石码头在堆取料机、卸船机等现场大型机械设备与变电所PLC之间，取消了硬线连接，采用无线通讯替代硬线连接，使无线通讯与光纤通讯实现热备冗余，通过PLC编程实现冗余数据通讯，当光纤通讯出问题的情况下，使用无线通讯，保证数据的正常传输，有效的减少了设备运行中对硬线磨损，同时解决了硬线无法大量传输数据的弊端。

堆取料机；无线通讯；热备冗余

1　前言

堆取料机与卸船机等大型机械设备是码头物料运输高效、连续作业的设备，在港口中占着举足轻重的地位。天津南疆矿石码头始建于2013年，现已部分投产，其中大型机械设备包括卸船机4台、斗轮堆取料机2、堆料机1台、取料机2台，与PLC控制系统的通讯是否可靠决定着生产的效率和安全。

2　港口中大型机械设备与地面PLC通讯常用的方式及弊端

2.1通常采用的方式。通常在新建港口大型机械设备与PLC控制系统之间的通讯通常采用硬线连接与光纤连接2种方式同时运行，而无线通讯只是做为备用，只有当光纤通讯出现问题时，才将无线通讯设备插上电投入使用，无线通讯正常投入使用前需要一定的时间。硬件连接主要是采用电缆将几个重要的控制点（如：堆取料机堆运行、取运行、紧停等，地面皮带的运行状态、故障、紧停等信息）在大型机械设备与PLC控制系统之间进行传输，通过电缆将控制点连接到PLC的IO点上；光纤通讯则除了将硬线的控制点进行通讯外，还会传输一定量相对较大的数据，大机的一些模拟量（如旋转角度，俯仰角度，行走位置等）会传送给地面，而地面的一些信息也会通过光纤传给大机，无线通讯则是实现与光纤同样的功能。

2.2此方式的弊端。硬线连接的控制点数量比较有限，只取几个比较关键的控制点，大量数据通讯主要依靠光纤连接。由于港口的大型机械设备运动比较频繁，且可能受到外界环境的影响，所以光纤可能会出现折断、网络通讯等故障，同时硬线也容易出现同样的折断等问题。当光纤出现故障时，再将无线设备连接上，则需要花费一段时间启动无线设备。因此，大型机械设备与地面控制系统之间的大量数据在无线设备启动前，无法正常通讯传输。在很大程度上影响数据的采集与传输，甚至当硬线的光纤同时折断时，会出现极大发安全问题。

3　采用无线通讯与光纤通讯互为冗余的通讯方式实现

3.1本工程无线与光纤系统概述。本工程无线系统与堆场有大型设备之间采用1对1的无线通讯方式。主机连接在与卸船机采用1对4的通讯方式，既中控室1台无线主机，对应4台卸船机无线设备并进行数据通讯。

3.2系统通讯方式总体描述。本工程控制系统包括中控室、1＃变电所、2＃变电所3套独立的CPU，分别控制不同的皮带和流程，三套CPU之间采用光纤以太环网控制进行数据交换。1＃变电所负责与4台卸船机通讯，2＃变电所负责与其它堆取料机通讯。每个变电所的PLC内各放置2套控制以太网通讯模块，相应的大型机械设备上则放置两套第三方模块，分成有线与无线以太网独立分割，设置两个不同的IP地址，彼此间互不干扰，这样可以防止网络风暴的形成。变电所的控制系统采用AB1756系列，大机控制系统采用安川和西门子系列，第三方模块采用德国赫优讯品牌DP转AB以太网，无线设备采用intuicom品牌的BBX-SA24系列产品、最高速率可达108Mbps。大机通过第三方模块将原有DP协议转换成AB的以太网协议，再通过光纤与无线同AB的控制系统进行通讯。控制系统与大机通讯网络结构图如图1所示。

3.3系统的软件描述

3.3.1参数配置。控制系统在软件配置中将分别将连接光纤通讯和无线通讯的2个DP转以太网模块加入到2个独立的以太网模块下，除IP地址外，其实参数配置相同，通过不同的IP地址区分不同的通讯路径，分别为ENBT1和ENBT2。接下来进行第三方通讯模块的参数设置，配置中有控制系统与DP转以太网模块的输入数据量、输出数据量、IP地址等信息。

3.3.2程序实现。程序首先检测光纤以太网通讯，如果通讯正常，则优先启动光纤以太网的通讯数据进行传输，如异常，报警提示操作人员光纤传输数据有故障，提醒操作人员注意。同时检测无线以太网通讯，如果正常，则将无线以太网投入运行，进行数据传输，如果不正常，则宣布与大机之间的通讯完全失败，报警提示操作人员，采取紧急措施。

结语

该系统已在天津南疆矿石码头运行1年，运行期间与大机的控制系统通讯安全、稳定，保证了生产的可靠性，实现了通讯大量数据的可靠性。实践证明此种方式将会给港口带来更多的效益，减少线缆的应用，减少了故障点，解决了港口装卸公司多年来在远程有线控制中存在的安全隐患，同时增加了数据冗余传输的信息量，因此可以更有效的在港口中应用。

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