浅析永联钢厂码头无线通讯系统的解决方案

摘要：文章根据码头实际情况及要求，设计码头无线通讯系统实际解决方案，并详细介绍无线通讯的配置、设备的选型等，利用无线通讯方式，实现码头中控所需的全部信号采集管理等功能。

关键词：港口码头；无线通讯；信号传输

中图分类号：TN949 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0092-02

1 概述

随着全球物流行业的迅猛发展，我国的港口码头数量也迅速增长，各港口码头为了提高生产能力及竞争力，都积极探索新技术、新方法，将高新技术成果应用到码头的作业中去。

永联钢厂是一家年生产能力700万吨的钢厂，每年原材料的输入量及成品输出量都很大，故钢厂筹建了3期码头。码头面有1670米长，各种类型起重设备16台，因码头设备数量众多，如何将设备的运行情况传送至码头中控，并使各个设备之间相互协作成为码头管理工作中的一个难题。以往的工业控制网络由于采用有线传输介质的局限性，很难适应码头复杂的地理位置条件和恶劣的工作环境；而以电磁波为信息载体的无线通讯技术则弥补了这一空白。随着无线技术的发展，无线通讯信号越来越稳定，传输距离越来越长，无线传输作为工业控制领域的新方法已被越来越多的客户所青睐。

根据永联钢厂3期码头现场的状况，在与码头业主方详细沟通使用要求，实际考察了无线使用的工作环境，了解所有信号点的分布的基础上，本文做出无线通讯的解决方案，并详细介绍无线通讯的配置、设备的选型等，利用无线通讯方式，实现码头中控所需的全部信号采集管理等

功能。

2 现场状况描述

永联钢厂共3期码头，码头总长度1670米，码头面上有大型起重设备16台（桥式抓斗卸船机8台，门座式起重机7台，连续式装船机1台）。码头中控室距码头前沿1500米，码头中控室距所有大型起重设备中间无障碍，现场最低温度不低于-10℃，最高温度不高于40℃。本方案主要实现功能是使所有16台设备均可将设备的数据信号传送至码头中控，便于码头中控室对所有设备进行统一管理，这些数据信号包括设备上的监控图像、连锁的I/O信号、以太网数据信号（可远程诊断）。

永联钢厂1期码头共4台800T/H桥式抓斗卸船机，单台卸船机主控制器均为施耐德产品，主控制器上有工业以太网口，单台卸船机有5个可变焦摄像头，一台监控主机，监控主机上有工业以太网口。卸船机下方设2条皮带，卸船机需与皮带信号连锁。

永联钢厂2期码头共2台1250T/H桥式抓斗卸船机和3台门座式起重机，单台桥式抓斗卸船机上采用施耐德品牌主控制器，主控制器上有工业以太网口，单台卸船机有6个可变焦摄像头，1台监控主机；监控主机上有以太网口，卸船机下方设2条皮带，卸船机需与皮带信号连锁。单台门座式起重机有3个可变焦摄像头，1只监控主机，监控主机上配以太网口。单台门座式起重机主控制器采用施耐德品牌，主控制器带以太网口。

永联钢厂3期码头共2台1600T/H桥式抓斗卸船机和4台门座式起重机及1台装船机，单台桥式抓斗卸船机上采用西门子S7-400系列，主控制器上有工业以太网口，单台卸船机有6个可变焦摄像头，1台监控主机；监控主机上有以太网口，卸船机下方设3条皮带，卸船机需与皮带信号连锁。单台门座式起重机有3个可变焦摄像头，1只监控主机，监控主机上配以太网口。单台门座式起重机主控制器采用西门子S7-300系列，主控制器带Profibus-DP接口。单台装船机有2个可变焦摄像头，1只监控主机，监控主机上配以太网口。单台装船机主控制器采用西门子S7-300系列，主控制器带Profibus-DP接口。

3 无线通讯解决方案

针对现场实际使用要求，需要以下三种方式的无线

通讯：

3.1 连锁信号传输（点对点方式）

传统的桥式抓斗卸船机与皮带机之间的连锁采用控制电缆卷盘方式，控制电缆为多芯软电缆。此方式需要的硬件成本高，且控制电缆经多年的缠绕及拉伸，易表面起皱，电缆内部线芯易拉断，每隔几年需更换电缆；且电缆卷盘维护工作量大，故现采用无线通讯方式。

点对点方式具体实现方案为：在卸船机电气室PLC侧，通过I/O端子与无线发射模块Modem DDAA1000连接；即PLC I/O+无线Modem DDAA1000。在码头中控室侧，无线接收模块Modem与设备I/O端子连接。DDAA1000为端子无线Modem，带有8个点的开关量输入、输出端子，带有8路模拟量输入、输出端子，DDAA1000采用2.4GHz跳频技术，具有很强的抗干扰特性，可以在有很多无线电网络环境中可靠、正常地运行。本码头共计有8台桥式抓斗卸船机，故共需要8对无线设备进行点对点通讯，即8个主站、8个从站，如图1所示：

3.2 视频信号传输（点对多点方式）

传统的大型起重设备上都配置有摄像头，但所有的监控画面只限在本机的司机室可看。当码头中控室需监控这些视频画面时，传统做法是采用动力电缆含光纤方式，通过光纤这种介质来实现视频的传输。但此种方式在硬件成本上较为昂贵，且若光纤有损害，需更换整根动力电缆。此种方式存在使用上的弊端，故在科技迅速发展的今天，无线技术的广泛使用背景下，采用无线方式传输视频信号已是未来的发展趋势。

视频传输的点对多点的实现方案为：在每台大型吊机设备上的硬盘录像机通过以太网口连接无线Modem SU-VL从站；即硬盘录像机+无线Modem SU-VL从站，共计16台。码头中控室侧配置无线Modem AU-VL主站，即无线Modem AU-VL+中控室以太网交换机+PC。因卸船机上配置的摄像头较多，占用的通讯流量较大，所以在组网时，1期码头四台卸船机按照1对2方式，即一个主站两个从站方式。2期码头两台卸船机也采用1对2方式。2期码头门机上配置的摄像头数量较少，故采用1对3方式，即一个主站四个从站方式。3期码头两台卸船机采用1对2方式，3期码头四台门机及一台装船机分别采用1对2方式及1对3方式，如图2所示。

3.3 以太网信号传输（点对多点方式）

所有大型起重设备均由PLC控制，PLC可以称作是一台设备的大脑，传统的港机设备调试及故障诊断时均需相关技术人员去设备现场进行操作，在科技发展的今天，随着自动化程度越来越高，无线技术的飞速发展，为实现远程诊断提供了可靠的保障，通过无线传输CPU中的数据，工程师可以在办公室完成对设备的诊断。

具体实现方案为：在每台大型吊机设备的CPU侧通过以太网口连接至无线Modem SRM6310从站，即CPU+SRM6310。码头中控室侧配置SRM6310主站，即无线SRM6310+中控室以太网交换机+PC。以太网数据占用流量小，但对数据可靠性及时性要求高，所以在组网时，采用1对2方式，即一个主站两个从站方式。

4 结语

本文在码头实际情况基础上，提出了切实可行的无线解决方案，此方案已经投入使用并获得业主充分肯定，具有广泛的应用价值。

参考文献

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[3]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[4]翁心刚.物流管理基础[M].北京：中国物资出版社，2006.

[5]霍云福，刘洪斌，孙云早.现代物流解决方案设计原理[M].北京：人民交通出版社，2005.

作者简介：孟祥华（1979—），蒙古族，内蒙古赤峰人，杭州华新机电工程有限公司中级工程师，硕士，研究方向：电气自动化。

（责任编辑：刘 晶）