一种翻车机信号无线传输控制系统的制作方法

1.本发明属于火车翻车机控制设备技术领域，具体涉及一种翻车机信号无线传输控制系统。


背景技术：

2.火车翻车机是指一种用来翻卸铁路敞车散料的重型机械设备，可将火车散装物料车皮通过翻转倾斜从而达到自动卸料的装卸机械，适用于散装物料火车运输的冶金、煤炭、热电工业部门以及火车中转的港口码头。火车翻车机系统主要包含重调流程、翻车流程、迁车流程、空调流程，这几大流程按顺序依次逐步完成，实现物料的自动卸车。为了实现精准定位及各流程自动控制，在重调、翻车机本体、迁车台、空调等部位安装有大量状态传感器及动作控制阀，系统从而判断各自位置状态进行按设计逻辑完成工艺步骤，以上所述各部分均为移动设备，所有控制线路通过滑线方式，沿设备运行轨道随设备运行折叠运动，然而在反复的动作过程中，由于滑线卡阻线路受力或线路反复折叠老化等经常会出现控制线路接地、断线、信号不稳定等情况，影响整个设备的正常运行，降低翻车机的作业效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种翻车机信号无线传输控制系统，解决了现有控制电缆长时间移动过程中控制线路易故障的问题。
4.本发明所采用的技术方案是：一种翻车机信号无线传输控制系统，包括地面主站接收发送单元和分别安装在翻车机重调、本体、迁车台及空调上的车载从站接收发送单元；
5.车载从站接收发送单元包括无线从站plc模块，无线从站plc模块通过网线依次连接有车载从站交换机、车载从站无线通讯poe电源和车载从站无线通讯模块，车载从站交换机还通过网线连接有编码器，车载从站无线通讯模块上设置有车载无线信号天线；
6.地面主站接收发送单元包括与车载无线天线对应互通的地面主站无线信号天线，地面主站无线信号天线设置于地面主站无线通讯模块上，地面主站无线通讯模块通过网线依次连接有地面主站无线通讯poe电源、地面主站交换机和主站plc模块。
7.本发明的特点还在于，
8.地面主站无线信号天线包括重调地面无线信号天线、本体地面无线信号天线、迁车台地面无线信号天线和空调地面无线信号天线。
9.地面主站无线通讯模块包括重调地面无线通讯模块、本体地面无线通讯模块、迁车台地面无线通讯模块和空调地面无线通讯模块。
10.地面主站无线通讯poe电源包括重调地面无线通讯poe电源、本体地面无线通讯poe电源、迁车台地面无线通讯poe电源和空调地面无线通讯poe电源。
11.重调地面无线信号天线设置于重调地面无线通讯模块上，重调地面无线通讯模块与重调地面无线通讯poe电源通过网线连接；本体地面无线信号天线设置于本体地面无线通讯模块上，本体地面无线通讯模块与本体地面无线通讯poe电源通过网线连接；迁车台地
面无线信号天线设置于迁车台地面无线通讯模块上，迁车台地面无线通讯模块与迁车台地面无线通讯poe电源通过网线连接；空调地面无线信号天线设置于空调地面无线通讯模块上，空调地面无线通讯模块与空调地面无线通讯poe电源通过网线连接；重调地面无线通讯poe电源、本体地面无线通讯poe电源、迁车台地面无线通讯poe电源和空调地面无线通讯poe电源均通过网线与地面主站交换机相连接。
12.无线从站plc模块为西门子s7
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200smartplc模块。
13.编码器为倍加福evm58n
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pn_profinet以太网编码器。
14.本发明的有益效果是：本发明一种翻车机信号无线传输控制系统，实现了翻车机各移动设备的控制信号无线传递，避免使用控制线时大量控制线在反复打折中线路断股，导致信号丢失问题，影响整个系统不能正常运行，降低翻车机的作业效率问题；同时本发明使用后极大提高电气维护人员对现场信号故障排查的效率，所有信号先通过车载从站接收发送单元中s7
‑
200smart plc模块进行采集，电气维护人员可以通过对照相应点号表及plc输入输出指示等，快速判读现场电气元件状态，排查故障问题。
附图说明
15.图1是本发明一种翻车机信号无线传输控制系统的结构示意图；
16.图2是本发明一种翻车机信号无线传输控制系统中地面主站接收发送单元的结构示意图。
17.图中，1.无线从站plc模块，2.车载从站交换机，3.车载从站无线通讯poe电源，4.车载从站无线通讯模块，5.编码器，6.车载无线信号天线，7.地面主站无线信号天线，8.地面主站无线通讯模块，9.地面主站无线通讯poe电源，10.地面主站交换机，11.主站plc模块，12.原翻车机系统；
18.71.重调地面无线信号天线，72.本体地面无线信号天线，73.迁车台地面无线信号天线，74.空调地面无线信号天线；
19.81.重调地面无线通讯模块，82.本体地面无线通讯模块，83.迁车台地面无线通讯模块，84.空调地面无线通讯模块；
20.91.重调地面无线通讯poe电源，92.本体地面无线通讯poe电源，93.迁车台地面无线通讯poe电源，94.空调地面无线通讯poe电源。
具体实施方式
21.下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
22.本发明提供了一种翻车机信号无线传输控制系统，如图1所示，包括地面主站接收发送单元和分别安装在翻车机重调、本体、迁车台及空调上的车载从站接收发送单元。其中，车载从站接收发送单元包括无线从站plc模块1，无线从站plc模块1通过网线依次连接有车载从站交换机2、车载从站无线通讯poe电源3和车载从站无线通讯模块4，车载从站交换机2还通过网线连接有编码器5，车载从站无线通讯模块4上设置有车载无线信号天线6。
23.如图2所示，地面主站接收发送单元包括与车载无线天线6对应互通的地面主站无线信号天线7，地面主站无线信号天线7包括重调地面无线信号天线71、本体地面无线信号天线72、迁车台地面无线信号天线73和空调地面无线信号天线74。地面主站无线信号天线7
设置于地面主站无线通讯模块8上，地面主站无线通讯模块8包括重调地面无线通讯模块81、本体地面无线通讯模块82、迁车台地面无线通讯模块83和空调地面无线通讯模块84。地面主站无线通讯模块8通过网线依次连接有地面主站无线通讯poe电源9、地面主站交换机10和主站plc模块11。其中，地面主站无线通讯poe电源9包括重调地面无线通讯poe电源91、本体地面无线通讯poe电源92、迁车台地面无线通讯poe电源93和空调地面无线通讯poe电源94。重调地面无线信号天线71设置于重调地面无线通讯模块81上，重调地面无线通讯模块81与重调地面无线通讯poe电源91通过网线连接；本体地面无线信号天线72设置于本体地面无线通讯模块82上，本体地面无线通讯模块82与本体地面无线通讯poe电源92通过网线连接；迁车台地面无线信号天线73设置于迁车台地面无线通讯模块83上，迁车台地面无线通讯模块83与迁车台地面无线通讯poe电源93通过网线连接；空调地面无线信号天线74设置于空调地面无线通讯模块84上，空调地面无线通讯模块84与空调地面无线通讯poe电源94通过网线连接；重调地面无线通讯poe电源91、本体地面无线通讯poe电源92、迁车台地面无线通讯poe电源93和空调地面无线通讯poe电源91均通过网线与地面主站交换机10相连接。
24.本发明的工作原理如下：
25.在翻车机重调、本体、迁车台、空调上分别安装一套车载从站接收发送单元，具体包括将重调、本体、迁车台、空调移动设备上的所有限位开关、动作开关信号、压力信号、电磁阀控制信号等控制信号接入无线从站plc模块1中的输入及输出端子，再通过无线从站plc模块1的lan口经过网线与车载从站交换机2相连接。翻车机重调、本体、迁车台、空调都属于移动设备，生产过程中设备按照工艺要求做往返运动，需要对设备行走的位置进行精确定位，现场定位采用的倍加福evm58n
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pn_profinet以太网编码器5通过网线与车载从站交换机2连接，车载从站交换机2通过网线接入车载从站无线通讯poe电源3的lan接口，车载从站无线通讯poe电源3的poe口通过网线与车载从站无线通讯模块4连接，车载从站无线通讯模块4通过车载无线信号天线6实现现场信号的无线传输。如图2所示，重调控制信号通过车载无线信号天线6与对应的重调地面无线信号天线71互通，对应的重调地面无线通讯模块81经过网线与重调地面无线通讯poe电源91连接，再通过网线与地面主站交换机10连接，地面主站交换机10与主站plc模块11连接，翻车机本体、迁车台、空调通过安装的车载从站接收发送单元与对应的翻车机本体地面无线信号天线72、迁车台地面无线信号天线73、空调地面无线信号天线74接收信号，再通过网线与对应的地面无线通讯模块82/83/84及地面无线通讯poe电源92/93/94进入地面主站交换机10，原翻车机系统12通过网线与主站交换机10连接。
26.采用西门子网络拓扑进行主从站网络配置，将主站plc模块11的ip地址设置为192.168.2.10。重调从站plc模块的ip地址设置为192.168.2.11，迁车台从站plc模块的ip地址设置为192.168.2.12，空调机从站plc模块的ip地址设置为192.168.2.13，翻车机本体从站plc模块的ip地址设置为192.168.2.14，对应编码器也设置在同一网段，再使用s7
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300与s7
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200直接数据读写，实现原翻车机系统12与新系统的数据交换。
27.主从站网络通讯采用西安弘圣机电的通讯模块hswd
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2/esm58n，只要设置对应的站号，就能实现主从站模块通讯，其采用2.4ghz通讯芯片无线通讯模块，设置一对一接收发送模式及对应机号，满足各类品牌的plc/rtu以及数据终端设备相互之间的无线电通讯。同
时支持fhss跳频扩频通讯技术、crc数据校验技术、wap2数据加密技术，温度补偿技术、有效保证数据的无线传输速率及稳定性。通讯模块的全双工的工作模式，不存在收/发转换时间，不存在发射建立时间，这对翻车机编码器数据传输之间实时通讯十分有利。通讯模块的智能频谱技术，能够自动地避开同频干扰的影响，即使二套相互独立系统的设备安装在同一地点，相互之间也不会干扰对方的工作。此外，先进的2.4ghz跳频扩频通讯技术通讯芯片受雨率影响很小，在16mm/h的雨量下，雨衰为0.06db/km，也就是每10公里雨衰为0.6db，2.4ghz点对多点系统覆盖距离通常可以达到5公里
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10公里，同时2.4ghz属于全球免费频段，无需申请和备案。
28.本发明工作时的具体控制采用西门子公司的s7
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200smart plc模块进行现场信号采集及命令发送；将采集的现场开关量信号及模拟量存储在车载从站plc的寄存器v地址中，然后主站读取相应状态存储在主站plc寄存器v存储器中，原翻车机系统s7
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300通过读写实现对现场设备的控制及状态反馈。
29.此外，本发明的主从站无线信号天线采用健博通的tqj
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2400at、通讯模块电源采用poe供电方式的dc24v 0.5a通用型电源、交换机采用三旺公司的ies
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618网管型工业以太网交换机。
30.通过上述方式，本发明一种翻车机信号无线传输控制系统，在重调、翻车机本体、迁车台、空调上各安装一套车载从站接收发送单元，实现移动设备的信号采集与接收发送，在地面安装与之对应的四套信号无线信号接收发送装置，通过网线及地面主站交换机10连接至主站plc模块11中，实现了翻车机各移动设备的控制信号无线传递，避免使用控制线时大量控制线在反复打折中线路断股，导致信号丢失问题，影响整个系统不能正常运行，降低翻车机的作业效率问题，也能有效避免大量控制线路敷设问题，减少敷设线路的日常维护工作量；同时本发明使用后极大提高电气维护人员对现场信号故障排查的效率，所有信号先通过车载从站接收发送单元中s7
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200smart plc模块进行采集，电气维护人员可以通过对照相应点号表及plc输入输出指示等，快速判读现场电气元件状态，排查故障问题。