——消除電纜線，護套管或拖鏈等安全隱患

引言：　　
　　眾所周知，起重機在現(xiàn)場工作時，安全性是相當重要的，現(xiàn)代電子技術和通訊技術在起重機上的應用，使得遠程監(jiān)控以及無線控制技術在起重機行業(yè)上得以充份的應用實現(xiàn)。特別是無線網(wǎng)絡技術的應用能大大提高起重機工作時的安全系數(shù)，為安全施工提供有利條件，使得起重機復雜操作得以實現(xiàn)。 　　

起重機的“敏感”問題介紹： 　　
1、“敏感部位”的確定　　
　　影響起重機安全性的因素有很多，比如振動、駕駛員的誤操作、某些原件（例如電纜線，護套管或拖鏈等）因腐蝕而造成剛度不夠等等。故綜合考慮起重機的安全性能，合理采集起重機各個“敏感部位”的信號，是首先要考慮的實際問題。本文探討的是無線產品代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜線進行定位的應用。

　　
2、信號的傳輸與處理　　
　　起重機結構緊湊，不易布置線路，另外復雜的信號連線還會給汽車起重機的維護造成困難，所以信號的無線連接是起重機的解決問題的很好的途徑。 目前藍牙技術、工業(yè)網(wǎng)絡技術都發(fā)展的較成熟，信號穩(wěn)定可靠。藍牙適配器之間可以達到100米的通訊距離，而工業(yè)網(wǎng)絡技術利用Modbus通訊協(xié)議可以達到幾公里的通訊距離，例如美國邦納公司的DX70/80 工業(yè)無線網(wǎng)絡產品，2.4G通訊頻率最遠可以達到3.2公里的通訊距離�！　�

起重機行進中的定位問題：　　
　　隨著起重機在工作區(qū)往返運動，電纜線持續(xù)地被彎折，這種情況導致產生了一個重要的維護問題。許多橋式起重機使用柔性電線護套管或拖鏈來減小因彎折而施加在電纜線上的應力。有些則預先將電纜線纏繞幾圈以減少電纜彎折的幅度。盡管采取了這些改善措施，但是依然存在失效的風險，最終還是需要更換電纜線。

(圖一，安裝于橋式起重機上的柔性電纜線）

　　

解決方案：利用無線通訊技術消除了對電纜線的需求 　　
　　在起重機設計和改造項目中越來越多地使用像邦納SureCross DX70和DX80那樣的無線I/O 設備。沒有了電纜線就直接減少了傳感器和編碼器的安裝成本以及對起重機的后續(xù)維護成本�！　�
　　有一個無線應用是來自一家金屬卷材制造商。他們在倉庫地面利用無線操控一臺橋式起重機。起重機的位置由2個反射板式激光位移傳感器來獲取。一個測量X軸方向（即倉庫長度方向）的位置，另一個測量Y軸方向（即起重機的寬度方向）的位置�！　�
　　每個反射板式激光位移傳感器輸出一個4-20 mA模擬量信號。該信號被連接到無線I/O設備的一個模擬量輸入端。無線設備每秒鐘對傳感器模擬量輸出信號采樣8次，獲取橋式起重機的位置。由于無線設備和兩個傳感器都安裝在移動的起重機上，所以只有很少量的電纜線被用來連接I/O信號，而且不會出現(xiàn)彎折的情況。

圖二：安裝于橋式起重機現(xiàn)場的DX70網(wǎng)關

　　
　　
　　實施過程中，無線設備傳送傳感器模擬量輸出信號至安裝于數(shù)顯板側并與之相連接的另一個無線設備。該設備有兩個模擬量輸出端連接到數(shù)顯板的輸入端，一個顯示橋式起重機的X軸位置，另一個顯示Y軸位置。 依靠數(shù)顯板上的讀數(shù)，操作員使用遙控器操縱起重機運動到正確的位置，然后吊取或放置金屬卷材。

圖三：現(xiàn)場安裝DX70網(wǎng)關

　　除開關量和模擬量I/O之外，工業(yè)無線網(wǎng)絡亦可以經由RS485 和RS232串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。這不僅允許無線網(wǎng)絡與許多不同類型的I/O設備相連，而且還可以與PLC和電腦相連。邦納公司的無線產品采用跳頻擴頻（FHSS）和時分多路（TDMA）技術有效避免了來自其他無線設備的干擾。

　　
另外：使用無線I/O 設備在以下三方面節(jié)省了資金：
　　在控制系統(tǒng)安裝期間無需鋪設大量電纜線
　　因為沒有電纜線損壞的潛在風險，所以維護成本和系統(tǒng)停機可以大大減少
 可靠的位置信息經由無線傳送可以降低碰撞的風險。同時也減少了因更換受損部件而產生的費用

　　
邦納Data Radio工業(yè)無線網(wǎng)絡產品介紹：

　　

 使用簡便，快速接插件連接
 無需復雜的產品設置
 通過DIP開關快速設置通訊波特率和奇偶校驗位
 提供現(xiàn)場信號診斷功能，快速評判信號質量
 2.4 GHz 工作頻率

　　

結束語 ：　　
　　使用無線網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠使起重機在實際工作中更加安全可靠，避免了因為電纜線，護套管或拖鏈等腐蝕原因而帶給工作的安全隱患，方便安裝操作，及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，有利于起重機行業(yè)實現(xiàn)自動化和智能化。美國邦納工業(yè)無線網(wǎng)絡系統(tǒng)在實際中的應用中，適用于各種已有的傳感器安裝，減少了布線距離增加的成本，解決了起重機布線障礙或是在室外工作的限制，在起重機工作利用無線技術進行定位應用，邦納的跳頻擴頻技術得到了充分的發(fā)揮。
　　

附：
1. FHSS-無線電跳頻擴頻技術: 載波頻率受一個偽隨機碼的控制，在其有效工作帶寬范圍內，按PN碼的隨機規(guī)律不斷改變，實現(xiàn)頻譜擴展。同時在接收端，接收機的頻率合成器受相同的偽隨機碼控制，并通過同步措施，保持與發(fā)射端的跳變順序一致， 最終實現(xiàn)雙向通訊。 跳頻的優(yōu)點是抗干擾性能強，相比其他單一頻率通訊方式（例如數(shù)傳電臺），一旦在某個時間點上通訊受到外界噪聲干擾，便可以主動跳變到其他頻道上繼續(xù)通訊。