发布日期：2023/6/14

系统要求概述

• 储煤中心车间由于生产工况要求，需要实现天车的工位定位，同时数据需要高可靠无线远程与就地双向传输，天车的定位可就地和远程操作，实现其正负10毫米以内的精度的定位，且在控制点要按工艺要求实现各类操作和测量动作；

• 就地控制系统要求达到标书技术的防护等级，并具备系统可扩充性，具有一定控制弹性，便于未来需求时实施扩容；

• 无线数据传输要求高可靠性，并实现数据传输透明化；

• 系统主要关键元件必须采用进口名牌自动化控制元件；

控制系统架构

系统总体结构

• 在本系统中，远程操作是主站，4个分系统是从站；

• 就地控制可受控于远端总控制室和就地的操作的触摸屏，授权由总控制室决定；就地控制设置有按钮，防止触摸屏失效时无法操作设备；

• 控制逻辑和数据采集以及定位控制由PLC实现，并借由无线RTU数据往来实现与整个大系统的配合协调；

• 就地数据的远传由PLC上扩展的RS232通讯口实现，按照PLC的协议进行通讯，协议是PLC底层自身完成的，远端主控计算机完全支持系统协议层控制逻辑；

• 系统无线协议架构在802.11 及其私有协议的基础上，目的提高数据通讯量；

天车定位方案：激光传感器

结构图

LT7 激光传感器结构图

定位原理说明

• 天车X、Y 、Y2方向驱动动力为变频器驱动变频电机，经减速机减速后驱动轮子在轨道上运行，其位置由激光计量决定；

• Y方向150米轨道，Y2方向150米轨道，X方向40米轨道实现工位正负5毫米的定位精度；每个工位的定位由PLC根据激光位移实事距离的信号计算直接得到；

• 激光位移和PLC之间为RS422或SSI总线连接；

• 激光传感器和PLC之间采用RS422或SSI连接，可防止模拟量被干扰；

• 激光传感器外壳以及出光部分为聚醋酸脂材料，达到IP67防护等级；

• 激光传感器反射板为陶瓷结构，可防氢氟酸等强酸碱气体侵蚀；

远程无线数据传输和控制

无线数据传输关键设备：数传电台

无线数传电台是高稳定数据传输的理想产品，可实现RS232透明传输，其跳频载波原理使得其具有高抗干扰能力；

远端总控制室结构

远方的总控制室和数据调度中心计算机系统运行工业控制软件，透过数据传输电台，控制和接收远端车间的数据；传输采用透明RS232RTU方式，数据采用2.4GHZ 数字式FHSS调试方式，无线传输到车间；发射功率在100mW，采用高频车载高增益天线，载波频率19200BPS，数据可加密传输；总控制室对现场的控制是完全透明的；可实现所有的控制；

远方控制室借由无线数传电台采集天车位置数据远程控制系统；

就地系统控制方案

天车上的控制系统

 

▲系统结构图

天车PLC控制器实现功能

• 通过数传电台接收和送出所有操作和控制数据，实现远程传输和控制；

• 由触摸屏和操作按钮实现本地数据显示和控制；

• 通过RS422读出激光传感器X  Y Y2向座标数据；通过Y，Y2的测量出的数据对比，来防止大车上的吊钩与Y2轨道上的输料车相撞；

• 根据XY座标数据实现天车工位定位；

• 通过通讯读取称重仪表和传感器的炉体计重；

• 避撞和安全控制联锁；

• 驱动X/Y两个方向的电机实现工位定位；

• 低压配电和保护；

系统实现及关键元件选型

为了高可靠的进行无线数据传输，选用世界顶级的加密数字式无线数传电台：美国Banner Data Radio数据串传输，搭配原装专用车载高增益天线；这种产品功能强大，数据加密传输，传输采用2.4G—2.4835GHZ数字式FHSS调频扩频方式，功率可达100mW,最大传输距离为3KM(根据环境地理状况而定),通过国际UL/CSA/FM认证，是恶劣电磁环境下无线传输的首选产品。

 

各个子系统PLC选用Banner BSP02高速高性能PLC。

 

激光传感器选用Banner LT7（150米X向 150米Y, Y2向）系列，此激光传感器采用回波分析法测量，反射板采用Banner原装陶瓷反射板，在最大量程范围内实现正负5毫米的定位精度；传感器端口为RS422或SSI通讯接口。