CN207490953U - 一种具有冗余无线通讯功能的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，包括可编程无线控制主站及可编程无线控制从站，所述可编程无线控制主站及可编程无线控制从站内均设有网络冗余控制器、无线通讯模块和天线，所述网络冗余控制器接入能根据实时网络状态自动切换的光纤信号和无线模块信号；本实用新型的优点是，本实用新型主从站之间建立无线网络，通过无线网络传输控制信号，不受现场环境限制，大大减小故障率，减少更换电缆时布线接线工作量，降低使用和维护成本。

Description

一种具有冗余无线通讯功能的控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，特别是一种具有冗余无线通讯功能的控制系统。

背景技术

翻车机系统和斗轮机系统主要应用于电力、冶金、港口、码头等基础产业，是提高生产效率、改善劳动条件、实现作业完全机械化和自动化的大型设备，在火力发电厂输煤系统中应用非常广泛。

目前翻车机系统中的翻车机、重调机、空调机、迁车台全部采用硬接线拖缆，其控制拖缆为多芯屏蔽柔性电缆，每台设备有很多根控制电缆。由电缆滑车拖拽控制电缆随着设备来回移动，电缆和电缆滑车在室外受环境影响，经常出现滑车卡死，造成控制拖缆出现断芯，设备无法启动，影响机组正常上煤，严重时甚至不能卸车，造成火车延点运行等严重事故。

现有斗轮机控制信号大多采用卷盘电缆进行传输，常因使用环境恶劣出现电缆老化断芯，或卷盘卡死拽断电缆造成设备不能正常使用。

控制拖缆出现故障后，检修时有大量校验线缆工作，增加检修人员的工作难度。控制拖缆每两年更换一次，安装复杂，更换困难，更换周期长，每次更换电缆的费用高，影响设备正常运行，严重时影响机组安全生产。

现有已授权中国专利文件200810043186.3公布了一种冗余控制系统，其主要解决的问题是：冗余PLC系统中主CPU故障后与HMI服务器重新连接速度慢，HMI服务器数据更新不及时，数据响应慢以及冗余控制系统故障时的实时响应性能低。与本实用新型解决的问题不同。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，以解决现有翻车机系统、斗轮机系统依靠控制电缆进行信号传输，现场电缆线路复杂、故障率高、安装和维护不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，包括可编程无线控制主站及可编程无线控制从站，所述可编程无线控制主站及可编程无线控制从站内均设有网络冗余控制器、无线通讯模块和天线，所述网络冗余控制器接入能根据实时网络状态自动切换的光纤信号和无线模块信号；所述可编程无线控制主站及可编程无线控制从站设置的网络冗余控制器均连接PLC及外部设置的光纤终端盒，所述网络冗余控制器及无线通讯模块均电连接电源适配器；所述可编程无线控制主站设置在控制主体的PLC控制室，所述可编程无线控制从站设置在控制主体的本体上或本体电气室内；所述可编程无线控制主站和可编程无线控制从站通过远距离无线网络或柔性光纤进行通讯。

进一步的，本系统采用无线+光纤冗余通讯网络。

进一步的，所述无线+光纤冗余通讯网络的切换时间为100毫秒。

进一步的，所述可编程无线控制主站设置在翻车机或斗轮机的PLC控制室，所述可编程无线控制从站分别设置在翻车机、重调机、轻调机、牵车台的本体上或斗轮机的本体电气室内。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述可编程无线控制主站与网络冗余控制器、可编程无线控制从站与网络冗余控制器、网络冗余控制器及无线通讯模块与电源适配器均通过网线连接；所述网络冗余控制器与光纤终端盒通过光纤尾纤连接，所述光纤终端盒彼此之间通过柔性拖拽光纤连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用无线+光纤冗余通讯网络，当光纤和无线其中之一出现通讯故障时，系统在100毫秒内切换到另外一个网络进行通讯，实现无线传输和光纤传输之间无缝自动切换；主从站之间建立无线网络，通过无线网络传输控制信号，不受现场环境限制，大大减小故障率；本系统可完全替代传统的控制拖缆，使设备和中转端子箱连接线大幅减少；可拆除大部分控制拖缆，减轻电缆小车的负担；采用无线通讯方式完全避免物理损坏，当无线通讯出现故障后可无缝切换为光纤通讯并发出故障报警，待无线通讯正常后再自动切换为无线通讯，大大提高设备信号传输的稳定性，保证设备长时间可靠运行，系统有自诊断及故障报警功能，设备运行状态一目了然，更换模块简单快速，无需校布线工作，检修工作更简单，双通道设计保障系统安全可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型可编程控制主站、从站主要结构示意图；

图2为本实用新型网络通讯示意图。

具体实施方式

如图1-2所示的一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，包括可编程无线控制主站1及可编程无线控制从站2，所述可编程无线控制主站1及可编程无线控制从站2内均设有网络冗余控制器3、无线通讯模块4和天线5，所述网络冗余控制器3接入光纤信号和无线模块信号，由网络冗余控制器3根据实时网络状态自动切换。

所述可编程无线控制主站1及可编程无线控制从站2设置的网络冗余控制器3均连接PLC及外部设置的光纤终端盒，所述网络冗余控制器3及无线通讯模块4均电连接电源适配器；所述可编程无线控制主站1设置在控制主体的PLC控制室，所述可编程无线控制从站2设置在控制主体的本体上或本体电气室内；所述可编程无线控制主站1和可编程无线控制从站2通过远距离无线网络或柔性光纤进行通讯。

进一步的，所述可编程无线控制主站1设置在翻车机或斗轮机的PLC控制室，所述可编程无线控制从站2分别设置在翻车机、重调机、轻调机、牵车台的本体上或斗轮机的本体电气室内。

本系统采用无线+光纤冗余通讯网络，当光纤和无线其中之一出现通讯故障时，系统在100毫秒内切换到另外一个网络进行通讯，实现无线传输和光纤传输之间无缝自动切换。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述可编程无线控制主站1与网络冗余控制器3、可编程无线控制从站2与网络冗余控制器3、网络冗余控制器3及无线通讯模块4与电源适配器均通过网线连接；所述网络冗余控制器3与光纤终端盒通过光纤尾纤连接，所述光纤终端盒彼此之间通过柔性拖拽光纤连接。

根据现场实际需求在工程中使用时，可编程无线控制从站2可能只设置翻车机从站、重调机从站、轻调机从站、牵车台从站、斗轮机从站中的一个，也可能为多个从站同时使用。

所述可编程无线控制主站1及可编程无线控制从站2之间建立无线网络，通过无线网络传输控制信号，不受现场环境限制，大大减小故障率，减少更换电缆时布线接线工作量，降低使用和维护成本。

所述可编程无线控制主站1及可编程无线控制从站2控制柜组成：包含可编程控制器PLC、无线通讯模块4、网络冗余控制器3、手/自动通道切换开关、抗干扰隔离模块、中间继电器、优质接线端子等元器件。

可编程无线控制主站1的功能：具备完整的控制功能，可自动切换无线传输通道，也可以手动执行切换，主站的功能是将上位机传输的开关量和模拟量信号转化成数字无线信号，通过高增益天线传输给重调翻车机、空调、牵车台、斗轮机控制从站，并反馈控制从站的状态信号。

可编程无线控制从站2的功能：从站接受并执行主站发送下了的命令信号，并返回相应的状态信号。

可编程冗余无线控制主站1与翻车机或斗轮机控制PLC柜连接，可通过无线主站PLC直接与控制柜主PLC通过以太网通讯的方式实现，也可使用无线主站输出端子与翻车机或斗轮机控制PLC柜端子使用硬接线连接对应的信号。

现场各设备传感器、执行原件控制信号及反馈信号通过电缆与可编程冗余无线控制从站2对应端子连接。

本系统可完全替代传统的控制拖缆，使设备和中转端子箱连接线大幅减少；可拆除大部分控制拖缆，减轻电缆小车的负担；采用无线通讯方式完全避免物理损坏，当无线通讯出现故障后可无缝切换为光纤通讯并发出故障报警，待无线通讯正常后再自动切换为无线通讯，大大提高设备信号传输的稳定性，保证设备长时间可靠运行，系统有自诊断及故障报警功能，设备运行状态一目了然，更换模块简单快速，无需校布线工作，检修工作更简单，双通道设计保障系统安全可靠运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，其特征在于，包括可编程无线控制主站(1)及可编程无线控制从站(2)，所述可编程无线控制主站(1)及可编程无线控制从站(2)内均设有网络冗余控制器(3)、无线通讯模块(4)和天线(5)，所述网络冗余控制器(3)接入能根据实时网络状态自动切换的光纤信号和无线模块信号；

所述可编程无线控制主站(1)及可编程无线控制从站(2)设置的网络冗余控制器(3)均连接PLC及外部设置的光纤终端盒，所述网络冗余控制器(3)及无线通讯模块(4)均电连接电源适配器；

所述可编程无线控制主站(1)设置在控制主体的PLC控制室，所述可编程无线控制从站(2)设置在控制主体的本体上或本体电气室内；所述可编程无线控制主站(1)和可编程无线控制从站(2)通过远距离无线网络或柔性光纤进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，其特征在于，其采用无线+光纤冗余通讯网络。

3.根据权利要求2所述的一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，其特征在于，所述无线+光纤冗余通讯网络的切换时间为100毫秒。

4.根据权利要求1所述的一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，其特征在于，所述可编程无线控制主站(1)设置在翻车机或斗轮机的PLC控制室，所述可编程无线控制从站(2)分别设置在翻车机、重调机、轻调机、牵车台的本体上或斗轮机的本体电气室内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种具有冗余无线通讯功能的控制系统，其特征在于，所述可编程无线控制主站(1)与网络冗余控制器(3)、可编程无线控制从站(2)与网络冗余控制器(3)、网络冗余控制器(3)及无线通讯模块(4)与电源适配器均通过网线连接；所述网络冗余控制器(3)与光纤终端盒通过光纤尾纤连接，所述光纤终端盒彼此之间通过柔性拖拽光纤连接。