1 引言
沥青搅拌站目前现场接线错综复杂CONTROL ENGINEERING China版权所有,接线工作量大,线缆容易出现误接www.cechina.cn,设备现场安装和调试极不方便,而且设备维护中线路故障在设备故障中占有极高比重;沥青搅拌站目前现场接线为信号线与动力线走同一线槽,在原有布线上信号线易受大电流动力线干扰。为了缩短现场接线工作量,为了给沥青站安装、调试和维护提供便利,缩短安装和调试工期,同时为了易于进行设备维护,降低设备故障率,采用无线网络通信是最佳选择。无线网络通信包括对控制系统各功能模块进行数字量信号采集、数字量动作信号输出、模拟量输入信号采集和模拟量信号输出等的无线数据传输。同时随着无线网络技术的发展,在抗干扰能力上,无线网络通信越来越显示其优越性。
2 项目设计
2.1项目总体
无线通信模式包括基于ieee 802.15.4无线通信协议的zigbee等,基于ieee802.11无线通信协议的wlan等,基于ieee802.15.3无线通信协议的通信技术、蓝牙技术等。
本设计为一种集无线网络传输于一体的沥青站设备,涉及沥青搅拌站设备。本设计的设计思路:在本设计中建一个全面无线网络通信覆盖的沥青站,实现控制室内监控操作台(电脑)、控制器(plc)之间采用工业以太网,实现控制室外各个功能模块与控制器(plc)之间无线网络通信。此设计可以实现沥青站全方位的无线网络通信。
2.2技术方案
在控制室内监控操作台(电脑)通过电缆连接控制室内控制器(plc)和无线模块。在控制室外控制器(plc)通过无线模块和天线,作为客户端;在控制室外各个功能模块通过电缆连接无线模块和天线,作为接入点。
所述无线网络技术运用中,分工业以太网网络、一级无线网络和二级无线网络,如图1所示。
2.3无线网络
所述工业以太网网络中,由监控台、操作台、主站控制器、分站控制器、交换机、电缆、无线模块和天线组成,工业以太网所有组成均在控制室内。监控台、操作台、主站控制器、分站控制器和无线模块通过电缆都连接在交换机上,天线安装在无线模块上。监控台、操作台、主站控制器、分站控制器和无线模块通过交换机进行数据传输。
在工业以太网络中,监控台、操作台为管理层控制工程网版权所有,主站控制器、分站控制器为控制层。在工业以太网中完成监控台对现场工况(主站控制器、分站控制器)的监控,对任何正常或不正常状态进行相应提示;完成操作台对现场动作(主站控制器、分站控制器)的操作,达到生产目的。
所述一级无线网络中,由主站控制器、交换机、无线模块、天线、冷料部分分布式控制器、计量部分分布式控制器、搅拌部分分布式控制器、小车部分分布式控制器组成。
所述二级无线网络中,由分站控制器、交换机、无线模块、天线、燃烧器部分分布式控制器组成。在二级无线网络中,分站控制器作为客户端,燃烧器部分分布式控制器作为接入点。分站控制器通过交换机、完成对燃烧器部分分布式控制器的数据读写操作。
由以上可知,本发明设计使用工业以太网网络、一级无线网络和二级无线网络,完成数据的传输过程。这种网络搭建形式不仅完成了管理级与控制级的数据传输,也完成了控制级与设备级的数据传输。整个传输过程层次分明,稳定可靠,达到设计目的,如图2所示。
3 软件设计
沥青搅拌站无线网络控制方法的控制流程如图3所示。
步骤s400,流程启动并完成初始化;步骤s401CONTROL ENGINEERING China版权所有,当监控操作台指令发送时,有一个指令发送地点判断,判断当指令是发送到主站控制器时,流程走向s402;判断当指令是发送到分站控制器时,流程走向s416;步骤s402,当监控操作台指令是发送到主站控制器时,主站控制器得到指令接收;步骤s403,主站控制器通过工业以太网得到监控操作台的指令信号,主站控制器开始进行向下一级进行指令传递,即主站控制器指令发送,当主站控制器指令发送到冷料部分分布式控制器时,流程走向s404;当主站控制器指令发送到计量部分分布式控制器时,流程走向s407;当主站控制器指令发送到搅拌部分分布式控制器时,流程走向s410;当主站控制器指令发送到小车部分分布式控制器时,流程走向s413;步骤s404,当主站控制器指令发送到冷料部分分布式控制器时,冷料部分分布式控制器得到指令接收;步骤s405和s406,当冷料部分分布式控制器通过无线网络得到主站控制器指令时控制工程网版权所有,通过冷料部分分布式控制器的指令发送,将执行命令传递给传感器和动作执行器;步骤s407,当主站控制器指令发送到计量部分分布式控制器时,计量部分分布式控制器得到指令接收;步骤s408和s409,当计量部分分布式控制器通过无线网络得到主站控制器指令时,通过计量部分分布式控制器的指令发送,将执行命令传递给传感器和动作执行器;步骤s410,当主站控制器指令发送到搅拌部分分布式控制器时,搅拌部分分布式控制器得到指令接收;步骤s411和s412,当搅拌部分分布式控制器通过无线网络得到主站控制器指令时,通过搅拌部分分布式控制器的指令发送,将执行命令传递给传感器和动作执行器;步骤s413,当主站控制器指令发送到小车部分分布式控制器时,小车部分分布式控制器得到指令接收;步骤s414和s415,当小车部分分布式控制器通过无线网络得到主站控制器指令时,通过小车部分分布式控制器的指令发送,将执行命令传递给传感器和动作执行器;步骤s416,当监控操作台指令是发送到分站控制器时,分站控制器得到指令接收;步骤s417,分站控制器通过工业以太网得到监控操作台的指令信号,分站控制器开始进行向下一级进行指令传递,即分站控制器指令发送,当分站控制器指令发送到燃烧器部分分布式控制器时,流程走向s418;步骤s418,当分站控制器指令发送到燃烧器部分分布式控制器时,燃烧器部分分布式控制器得到指令接收;步骤s419和s420,当燃烧器部分分布式控制器通过无线网络得到分站控制器指令时,通过燃烧器部分分布式控制器的指令发送,将执行命令传递给传感器和动作执行器。
4 结束语
本设计使用在沥青站通信中,管理级到控制级的工业以太网通信,控制级到设备级的无线网络通信。本设计把握时代脉搏,走在技术前沿,将无线网络通信运用于沥青站系统。无线网络通信适应时代需要,为沥青站提供向高端产品发展的方向。管理层和控制层之间采用的工业以太网通信模式;控制层与设备层之间采用的无线通信模式;控制层采用的主站-分站式控制模式;设备层采用的分布式控制模式。