CN212785869U - 一种用于工业自动化的专用通信设备及无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化通信领域，提供了一种用于工业自动化的专用通信设备及无线通信系统，用于传输外部设备的包括控制信息、音频视频信息以及状态信息的控制信号，专用通信设备的特征在于，包括：至少一个裂缝波导管区段；波导负载，连接在裂缝波导管的一端；波导同轴转换，连接在裂缝波导管区段的另一端；以及地面通信设备，通过一个地面射频电缆与波导同轴转换相连接，用于传输控制信号。无线通信系统用于传输外部设备的控制信号，其特征在于，包括：至少一个专用通信设备，设置在地面上；复数个波导接收天线，设置在起重机上；以及至少一个安装在起重机上的起重机通信设备，与波导接收天线相连接，用于将控制信号传输至起重机控制模块。

Description

一种用于工业自动化的专用通信设备及无线通信系统

技术领域

本实用新型属于自动化通信领域，具体涉及一种用于工业自动化的专用通信设备及无线通信系统。

背景技术

在钢铁厂、铜矿厂、水泥厂、冶金厂等工业行业中，物料搬运和物料处理设备通常包括起重机械、运输机械、装卸机械、仓储机械和工业搬运车辆等，而工业用有轨搬运设备的自动化、智能化控制操作是其发展的热点。

现有大部分起重机的操作，基本上是通过格雷母线的定位，然后利用PLC基础的自动化控制技术，通过起重机驾驶室内的人进行操作。随着无线技术的发展，使得作业从传统的人工模式转变为智能化、无人化。起重机是有轨移动的设备，无线通信系统一般采用在轨道旁 (跨上)布置无线接入设备(例如AP无线访问接入点)，轨道旁的 AP通过光纤或网线连接至控制中心，在起重机上布置车载接入设备，车载接入设备连接至PLC控制系统、视频系统和状态信息系统等，实现将起重机的位置信息、状态信息、控制指令等数据传输至控制中心。

目前现有的无线传输媒介主要是天线、泄漏电缆。由于钢铁厂、水泥厂等工业应用的环境均是高温、多尘、周围金属物体多、电磁干扰严重的复杂环境，天线存在着发射和折射等造成的信号不稳定、通信质量差、可靠性差、传输距离近等缺点。现有2.4GHz的无线接入设备存在通信容量小且无线环境干扰严重的问题，而现在AP采用大容量的先进的通信协议，工作频段在5GHz，漏波电缆工作频率低，传输损耗大，不适应于5GHz的无线系统。

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种用于工业自动化的专用通信设备以及无线通信系统，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种用于工业自动化的专用通信设备，用于传输外部设备的控制信号，其特征在于，包括：至少一个裂缝波导管区段，用于发送控制信号；波导负载，连接在裂缝波导管的一端，用于匹配末端信号；波导同轴转换，连接在裂缝波导管的另一端；以及地面通信设备，通过一个地面射频电缆与波导同轴转换相连接，用于传输控制信号，其中，地面通信设备包括地面冗余网络模块、复数个地面无线通信模块以及合路模块，地面冗余网络模块与外部设备相连接，复数个地面无线通信模块分别与冗余网络模块以及合路模块相连接，合路模块与波导同轴转换相连接。

本实用新型提供的用于工业自动化的专用通信设备，还可以具有这样的特征，其中，专用通信设备包括二个裂缝波导管区段，地面通信设备还包括分路模块，分路模块与波导同轴转换接头以及合路模块相连接，裂缝波导管设置在地面通信设备的两端。

本实用新型提供的用于工业自动化的专用通信设备，还可以具有这样的特征，其中，专用通信设备包括一个裂缝波导管区段，合路模块与无线通信模块以及波导同轴转换相连接，裂缝波导管区段设置在地面通信设备的一端。

本实用新型提供的用于工业自动化的专用通信设备，还可以具有这样的特征，其中，裂缝波导管区段包括相互连接的复数个裂缝波导管。

本实用新型提供的用于工业自动化的专用通信设备，还可以具有这样的特征，其中，地面冗余网络模块和地面无线通信模块互相之间通过网线相连接，合路模块以及地面无线通信模块互相之间通过射频电缆相连接。

本实用新型提供了一种用于工业自动化的无线通信系统，用于传输外部设备的控制信号，其特征在于，包括：至少一个专用通信设备，设置在地面上；复数个波导接收天线，设置在起重机上，用于接收裂缝波导管传输来的控制信号；以及至少一个起重机通信设备，该起重机通信设备被安装在起重机上，与波导接收天线相连接，用于将波导接收天线接收的控制信号传输至起重机控制模块，并由起重机控制模块根据该控制信号对起重机进行工作控制，其中，专用通信设备为如上述任意一项的专用通信设备。

本实用新型提供的用于工业自动化的无线通信系统，还可以具有这样的特征，其中，起重机通信设备包括起复数个起重机无线通信模块以及起重机冗余网络模块，起重机无线通信模块与波导接收天线相连接，起重机冗余网络模块与起重机无线通信模块以及起重机控制模块相连接。

本实用新型提供的用于工业自动化的无线通信系统，还可以具有这样的特征，还包括，管理服务器，其中，管理服务器与专用通信设备通信连接，用于向地面通信设备发送控制信号。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的用于工业自动化的专用通信设备以及无线通信系统，用于传输外部的包括音频视频信息、控制信息、状态信息等信息的控制信号，包括裂缝波导管区段、波导负载、波导同轴转换以及地面通信设备。其中，地面通信设备具有冗余网络模块、复数个地面无线通信模块以及合路模块，能够构建复数个不同频段但内容相同的控制信号，并构建对应的复数个传输路径，可以实现信号传输路径的无缝切换，再通过裂缝波导管传输至列车上的设备控制模块，使控制信号可以抗干扰并且稳定地传输，提高了无线通信系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的无线通信系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的地面通信设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的起重机通信设备的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二的无线通信系统的结构示意图；

图5是本实用新型实施例二的地面通信设备的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的无线通信系统用于与起重机进行通讯，接收外部设备的包括音/视频信息、控制信息、状态信息等信息的控制信号并传输至起重机。

以下结合附图以及实施例来说明本实用新型的具体实施方式。

<实施例一>

本实施例提供一种用于工业自动化的专用通信设备及无线通信系统，用于将控制信号传输至起重机控制模块。

图1是本实用新型实施例一的无线通信系统的结构示意图。

如图1所示，无线通信系统100包括专用通信设备1、波导接收天线2、起重机射频电缆3、起重机通信设备4以及管理服务器5。

本实施例中，起重机通信设备4装载于起重机300上，起重机 300安装在轨道200上，专用通信设备1布置在轨道始端200A以及轨道末端200B之间。

本实施例中，管理服务器5为地面控制中心系统。

其中，专用通信设备包括地面通信设备11、裂缝波导管区段12、波导负载13、波导同轴转换14以及地面射频电缆15。

其中，地面通信设备11用于与地面控制中心系统进行信息交互，并将信息转成控制信号进行控制信号的传输，裂缝波导管区段12用于发射或接收控制信号。

波导负载13连接在裂缝波导管区段12的一端，波导同轴转换14连接在裂缝波导管区段12的另一端，地面通信设备11通过地面射频电缆15与波导同轴转换14相连接。本实施例中，裂缝波导管区段12数量为2，每个区段有多根相连接的裂缝波导管，波导负载13 以及波导同轴转换14的数量为2，波导同轴转换14连接在地面通信设备11的两端。

图2是本实用新型实施例一的地面通信设备的结构示意图。

如图2所示，地面通信设备11包括地面冗余网络模块111、地面无线通信模块112、合路分路模块113、地面网线114以及射频电缆 115。

其中，地面通信设备11与管理服务器5通信连接，管理服务器 5产生包括控制命令、状态信息等数据的控制信号，传输至地面通信设备11的地面冗余网络模块111。

地面冗余网络模块111接收该控制信号，通过地面网线114将管理服务器信号分别传输至二个地面无线通信模块112，两个地面无线通信模块112将控制信号分为控制信号A控制信号与控制信号B两个不同频段、控制信号内容相同的控制信号，地面无线通信模块112 将控制信号A与控制信号B通过射频电缆115传输至合路分路模块 113。

合路分路模块113与波导同轴转换14相连接。当合路分路模块 113接收到控制信号A以及控制信号B时，合路分路模块113就将控制信号A以及控制信号B同时发送给两个裂缝波导管区段12。

本实施例中，地面无线通信模块112为AP(无线访问接入点)，数量为2，在其他实施例中，地面无线通信模块112也可以为其他种类以及数量，相对应地，地面冗余网络模块111将管理服务器信号分为与无线网络模块112数量相对应的不同频段且内容相同的控制信号。

本实施例中，合路分路模块113为合路模块以及分路模块。合路模块以及分路模块可以为同一模块，也可以为不同模块，作为同一模块的合路分路模块113与作为不同模块时作用相同，本实施例中，为同一模块。

波导接收天线2设置在起重机300上，用于分别接收裂缝波导管区段12传输来的控制信号A以及控制信号B。

起重机射频电缆3设置在起重机300上，与波导接收天线2相连接，用于传输控制信号。

本实施例中，波导接收天线2以及起重机射频电缆3的数量为2，控制信号与不同频段的控制信号数量相对应。

图3是本实用新型实施例一的起重机通信设备的结构示意图。

如图3所示，起重机通信设备4包括起重机冗余网络模块41、起重机无线通信模块42以及起重机网线43。

其中，起重机无线通信模块42通过起重机射频电缆3与波导接收天线2相连接。

本实施例中，起重机无线通信模块42为AP(无线访问接入点)，数量为2，在其他实施例中，起重机无线通信模块42也可以为其他种类以及与波导接收天线2所对应的数量。

起重机无线通信模块42通过起重机射频电缆3分别接收由波导连接天线2发送的控制信号A以及控制信号B，并分别发送至起重机冗余网络模块41，起重机冗余网络模块41将从至少一个起重机无线通信模块42处接收到的控制信号A或者控制信号B发送给起重机控制模块。起重机控制模块用于对起重机300的工作进行控制。

当控制信号A或者控制信号B传输过程中信号发生故障，另一个控制信号的传输不会受到影响，可以实现两者的无缝切换，实现控制信号管理服务器传输和起重机控制模块之间的双向数据稳定可靠的交互，从而实现远程对起重机300进行操作控制。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的用于工业自动化的专用通信设备，用于接收外部的管理控制控制信号，包括裂缝波导管区段、波导负载、波导同轴转换接头以及地面通信设备。其中，地面通信设备具有冗余网络模块、复数个地面无线通信模块以及合路模块，能够构建两个不同频段但内容相同的控制信号A以及控制信号B，并构建两个传输路径，两者可以实现无缝切换，使控制信号可以抗干扰并且稳定的传输，提高了无线通信系统的可靠性。

根据本实施例提供的用于工业自动化的无线通信系统，将管理服务器的管理控制信号通过专用通信设备构建为两个不同频段的控制信号A以及控制信号B由两套波导接收天线接收，再传输至起重机通信设备的起重机冗余网络模块，起重机冗余网络模块再将两个传输路径中的至少一个的控制信号传输至起重机控制模块。系统完整地构建了两个传输路径，当其中一个信号故障时，另一个传输路径可以实现无缝切换，保证了系统的可靠性，使系统具有高带宽、高可靠性以及高稳定性的特点。

<实施例二>

在本实施例中，对于与实施例一相同的结构，给与相同的编号并省略相同的说明。

图4是本实用新型实施例二的无线通信系统的结构示意图。

如图4所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，地面通信设备11布置在轨道始端200A位置处。

在其他实施例中，地面通信设备11也可以布置在轨道末端200B 位置处。

本实施例中，裂缝波导管区段12数量为1，由多根裂缝波导管组成，波导负载13以及波导同轴转换14数量为1，波导同轴转换14 与地面通信设备11的一端相连接。

图5是本实用新型实施例二的地面通信设备的结构示意图。

如图5所示，地面通信设备11包括地面冗余网络模块111、地面无线通信模块112、合路模块116以及地面网线114。

本实施例中，合路模块116与波导同轴转换14以及无线通信模块112相连接，当合路模块116接收到控制信号A以及控制信号B 时，合路模块116就将控制信号A以及控制信号B同时发送给裂缝波导管区段12。

裂缝波导管区段12同时将控制信号A以及控制信号B发送给波导接收天线2，两个波导接收天线2分别接收控制信号A以及控制信号B。

与实施例一相比，本实施例中，地面通信设备11可布置在轨道的始端或者末端，使无线通信系统100布置更为灵活，地面通信设备 11结构更为简单。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式，而本实用新型不限于上述实施例的描述范围。

Claims (8)

1.一种用于工业自动化的专用通信设备，用于传输外部设备的控制信号，其特征在于，包括：

至少一个裂缝波导管区段，用于发送所述控制信号；

波导负载，连接在所述裂缝波导管区段的一端；

波导同轴转换，连接在所述裂缝波导管区段的另一端；以及

地面通信设备，通过一个地面射频电缆与所述波导同轴转换接头相连接，用于传输所述控制信号，

其中，所述地面通信设备包括地面冗余网络模块、复数个地面无线通信模块以及合路模块，

所述地面冗余网络模块与所述外部设备相连接，

复数个所述地面无线通信模块分别与所述冗余网络模块以及合路模块相连接，

所述合路模块与所述波导同轴转换相连接。

2.根据权利要求1所述的用于工业自动化的专用通信设备，其特征在于：

其中，所述专用通信设备包括二个所述裂缝波导管区段，

所述地面通信设备还包括分路模块，所述分路模块与所述波导同轴转换以及所述合路模块相连接，

所述裂缝波导管区段设置在所述地面通信设备的两端。

3.根据权利要求1所述的用于工业自动化的专用通信设备，其特征在于：

其中，所述专用通信设备包括一个所述裂缝波导管区段，

所述合路模块与所述无线通信模块以及所述波导同轴转换相连接，

所述裂缝波导管区段设置在所述地面通信设备的一端。

4.根据权利要求1所述的用于工业自动化的专用通信设备，其特征在于：

其中，所述裂缝波导区段包括相互接连的复数个裂缝波导管。

5.根据权利要求1所述的用于工业自动化的专用通信设备，其特征在于：

其中，所述地面冗余网络模块以及所述地面无线通信模块互相之间通过网线相连接，

所述合路模块以及所述地面无线通信模块互相之间通过射频电缆相连接。

6.一种用于工业自动化的无线通信系统，用于与起重机进行通讯，其特征在于，包括：

至少一个专用通信设备，设置在地面上；

复数个波导接收天线，设置在所述起重机上，用于接收所述裂缝波导管区段传输来的所述控制信号；以及

至少一个起重机通信设备，所述起重机通信设备被安装在所述起重机上，与所述波导接收天线相连接，用于将所述波导接收天线接收的所述控制信号传输至起重机控制模块，并由所述起重机控制模块根据该控制信号对所述起重机进行工作控制，

其中，所述专用通信设备为如权利要求1～5中任意一项所述的专用通信设备。

7.根据权利要求6所述的用于工业自动化的无线通信系统，其特征在于：

其中，所述起重机通信设备包括复数个起重机无线通信模块以及起重机冗余网络模块，

所述起重机无线通信模块与所述波导接收天线相连接，

所述起重机冗余网络模块与所述起重机无线通信模块以及所述起重机控制模块相连接。

8.根据权利要求6所述的用于工业自动化的无线通信系统，其特征在于，还包括：

管理服务器，

其中，所述管理服务器与所述专用通信设备通信相连接，用于向所述地面通信设备发送所述控制信号。

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