地轨小车无线通信设计与改进

0  引言

广西高峰五洲人造板有限公司连续压机毛板生产后，是由砂光中间存储地轨小车把毛板垛从热压后处理出板台取出，存放到砂光中间存储区域待砂；毛板垛存放3天后由砂光中间存储地轨小车取出，转运至砂光转盘再进砂光工段分别进行砂光、锯切、堆垛、打包等。砂光中间存储地轨小车在生产过程中扮演着毛板中间转运的重要角色。目前，该公司砂光地轨小车的供电及通信主要采用电缆卷盘方式，电源电缆及控制电缆共用一条8芯的柔性电缆，在实际生产运行中存在以下问题：

   （1） 设备安全隐患大。

由于动力、通信同在一条多芯电缆内，一旦电缆发生拉断、压断、过度弯折，容易发生短路。短路时产生的高电压会通过通信线路烧毁沿途模块及CPU，造成模块损坏；即使不发生设备损毁，也可能使小车通信线路发生故障而无法正常通信，影响小车正常的取板、放板行走。

   （2） 维修时间长、维护费用高。

当电缆正常损坏时，维修时间少则需要2～3h，多则10h以上。每次维修需两人以上进行故障查找、电缆更换。每次维修需更换柔性8芯电缆60m，每米200元，共 1.2万元；若造成CPU、通信模块、I/O模块烧毁，维修费用就将达7、8万元。 另外，故障停机还会造成停产十几个小时的间接损失。

因此，很有必要对该公司砂光中间存储地轨小车进行无线通信技改。

1 地轨小车无线通信技改目的

   砂光中间存储地轨小车无线通信技改总体目标：实现小车在运行过程通信稳定正常，信号不因电源谐波、电磁波、车辆移动而中断，确保通信可靠率达到100%；小车在生产运行过程中如发生电缆意外压断、拉扯断裂时，不能出现CPU、通信模块、I/O模块烧毁事故，减少小车的配件维修费用，提高设备运行率。

2 地轨小车无线通信技改实例

    该公司砂光中间存储地轨小车的行走距离是由安装在小车上的SICK红外激光测距传感器发射激光到一面固定反射镜进行反射探测得出的。其位置数值通过Profibus-DP通信电缆及通信模块输送到西门子PLC，与存储在PLC数据块中实际测量得出的砂光中间存储34条轨道的位置进行比较，当测距传感器测出的数值与电脑操作界面设定的运行目标轨道的数值一致时，PLC程序就可以准确控制小车停到操作界面设定的运行目标轨道。为了减轻无线通信模块的通信数据负担，测距传感器测出的数值不通过无线通信模块进行传输。因此把安装在小车上的测距传感器与反射镜的位置进行对调，把反射镜安装到小车上，测距传感器的数据仍通过Profibus-DP通信电缆及通信模块输送到西门子PLC。地轨小车无线通信技改新加硬件如表1所示。

    表1  地轨小车无线通信技改新加硬件

   技改前地轨小车与控制柜内的西门子CPU通信是通过Profibus-DP通信电缆进行的，小车上共有两个Profibus-DP站点。这两个站点与控制柜内的西门子CPU通过可移动的8芯动力、通信混合软电缆连接。技改前硬件拓扑图如图1所示。

                               图1技改前硬件拓扑图

为了把通信线与动力电缆分离，需要安装无线通信路由，组建无线通信网络。采用无线通信路由Scalance w788-744，把地轨小车上的两个有线Profibus-DP站改成两个无线Profinet站。组网成功后，Scalancew788通过一根网络通信线与控制柜内的西门子CPU通信。技改后通信示意图、硬件拓扑图分别如图2、图3所示。

                             图 2 技改后通信示意图

                                图3 技改后硬件拓扑图

4结语

  砂光中间存储地轨小车无线通信技改完成已有近1年时间，目前小车通信工况良好，实现了技改总体目标。技改完成后用质量好的4芯软动力电缆代替价格昂贵的动力、通信混合电缆，可节约一笔可观的配件费用，并节省因电缆意外压断损坏后更换CPU等模块的可能费用，同时也会大大缩短故障检修时间，提高设备运行率。

参考文献

[1]刘昀.无线遥控行车控制系统[J].玻璃, 1997

作者简介：李林（1985），从事电气自动化技术工作。

收稿日期：2013-04-02