無(wú)線傳輸作為現(xiàn)場(chǎng)總線通信系統(tǒng)中的一部分,在升降和起重技術(shù)設(shè)備中成功地得到了應(yīng)用。它還成功地應(yīng)用在移動(dòng)式設(shè)備中、替代了部分原來(lái)的匯流排，例如鐵路機(jī)車(chē)的升降設(shè)備或者火焰鍍鋅車(chē)間里的起重運(yùn)輸設(shè)備。
無(wú)論是升降設(shè)備還是起重機(jī)，凡是負(fù)載運(yùn)動(dòng)范圍在變化的生產(chǎn)場(chǎng)合，例如火焰鍍鋅車(chē)間使用的行車(chē)或者是大型機(jī)車(chē)和維修整臺(tái)機(jī)車(chē)的升降臺(tái)（圖1），今天都在通信技術(shù)領(lǐng)域中用上了現(xiàn)場(chǎng)總線，其中的部分工作區(qū)域里還用上了無(wú)線通信，替代了原來(lái)常見(jiàn)的、被視為性能可靠的匯流排。
圖1 鐵路機(jī)車(chē)維修使用的柱式升降機(jī)
為維修鐵道使用了升降設(shè)備
在維修雷蒂亞鐵路時(shí)，使用了Autolift公司研發(fā)生產(chǎn)的升降設(shè)備——帶有同步驅(qū)動(dòng)裝置的柱式液壓升降機(jī)。這一升降設(shè)備采用了分布式控制，使各個(gè)升降立柱能夠按很高的節(jié)拍實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。
這一控制系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的通信使用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，有些地方也采用了無(wú)線通信技術(shù)。而這些無(wú)線通信模塊則必須能夠傳輸現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的文件，而且其工作還必須非常可靠，尤其是當(dāng)運(yùn)輸中的物資遮擋了分布式控制系統(tǒng)之間的直接目視視線時(shí)。
鍍鋅是一種幾百年來(lái)已經(jīng)為人們所熟悉的、可靠的鋼鐵材料防腐蝕措施。例如鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件、輸電線路上的高壓電力塔以及高速公路上的護(hù)欄和扶手等，也包括了不同種類(lèi)的小型鋼鐵零件。現(xiàn)代化的鍍鋅設(shè)備都是高度自動(dòng)化的流水線，這就極大地提高了鍍鋅技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)了它與噴漆等防腐蝕技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也要求對(duì)鍍鋅車(chē)間的車(chē)間布局進(jìn)行現(xiàn)代化改造。
現(xiàn)代化的鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)一直在不停運(yùn)動(dòng)著的生產(chǎn)過(guò)程：鍍鋅零件在一系列的鍍鋅工藝的工序之間運(yùn)動(dòng)，從酸洗到清洗，鍍鋅預(yù)處理到最終的鍍鋅和隨后的后處理。當(dāng)鍍鋅的零件是一些小型的零件時(shí)，最常采用的是電鍍鍍鋅：零件在鍍鋅電解液池中鍍鋅。大型的零件或者最大重量為1t的部件則采用火焰鍍鋅：在熔化的、溫度高達(dá)450℃的電解鋅浴池中鍍鋅。在所有的鍍鋅工藝過(guò)程中，輸送零件使用的都是現(xiàn)代化的輸送技術(shù)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從而保證了按照規(guī)定的節(jié)拍、很高的可靠性和可用性完成各個(gè)浸漬及清洗工序。
圖2 電氣控制柜中的無(wú)線通信模塊（a）和電氣柜底部的無(wú)線天線（b）
Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的無(wú)線通信功能解決了問(wèn)題
Scheffer起重技術(shù)公司是一家為世界各地用戶(hù)提供最佳的車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中使用不同起重設(shè)備的中型企業(yè)，該公司生產(chǎn)的火焰鍍鋅設(shè)備在輸送產(chǎn)品市場(chǎng)中具有自己的特色。在全球范圍內(nèi)，這家公司是領(lǐng)先的成套設(shè)備和現(xiàn)代化控制技術(shù)供應(yīng)商，也能夠?yàn)橛脩?hù)完成自動(dòng)化設(shè)備的模擬任務(wù)。
在他們創(chuàng)新理念的指導(dǎo)下，Scheffer起重技術(shù)公司很早就在他們的起重設(shè)備中采用了現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，最常用的是Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線。Scheffer公司很早就注意到了起重設(shè)備運(yùn)動(dòng)零部件之間的電纜連接和滑環(huán)匯流排連接中的問(wèn)題，并利用Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線和無(wú)線通信技術(shù)成功地解決了電纜和匯流排中常見(jiàn)的難題。
在做了大量的準(zhǔn)備工作之后，Scheffer公司于2003年決定使用Schildknecht公司研發(fā)生產(chǎn)的Dataeagle（DE）系列的無(wú)線通信模塊。在這一系列產(chǎn)品中的DE 3XXX變型產(chǎn)品適于用不同的無(wú)線通信技術(shù)傳輸Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)。
與無(wú)線通信技術(shù)模塊的生產(chǎn)廠家一起，這家起重設(shè)備專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠在自有的生產(chǎn)廠里進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，以便測(cè)定起重設(shè)備的運(yùn)動(dòng)、車(chē)間環(huán)境中金屬設(shè)備、金屬的機(jī)械部件對(duì)無(wú)線通信距離的影響。測(cè)試的結(jié)果表明：采用2.4GHz頻率的藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)與跳頻、擴(kuò)頻技術(shù)相結(jié)合，具有很好的抗干擾性能。這也就最終決定了采用DE 3702型無(wú)線通信模塊和后來(lái)體積更加緊湊的3703型無(wú)線通信模塊，通信模塊所使用的天線是單獨(dú)的天線，通常情況下天線安裝在電氣柜的底部（圖2和圖3）。
在整個(gè)無(wú)線通信的距離內(nèi)，每200ms傳輸一次數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，無(wú)需任何數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化中央控制系統(tǒng)（S7 CPU 319，圖2）就在50m的無(wú)線通信距離內(nèi)向移動(dòng)的設(shè)備的單軌行車(chē)控制單元（控制系統(tǒng)S7 CPU 317，圖3）傳送數(shù)據(jù)。這樣就可以直接地確定起重設(shè)備的當(dāng)前位置和運(yùn)行狀況了，也保證了起重設(shè)備的可靠控制。
圖3 起重設(shè)備處的無(wú)線通信模塊
生產(chǎn)實(shí)踐證明了無(wú)線通信模塊和無(wú)線通信距離的可靠性
在生產(chǎn)實(shí)踐中，無(wú)線通信模塊和無(wú)線通信距離的可靠性都得到了很好地驗(yàn)證。由于鋼結(jié)構(gòu)件、其他起重設(shè)備和類(lèi)似金屬設(shè)備、裝置對(duì)操作者視線的短時(shí)間遮擋都不影響無(wú)線通信模塊的正常工作以及無(wú)線通信的距離。這也是提高移動(dòng)式起重設(shè)備工作可靠性和可用性方面的一大進(jìn)步，對(duì)操作者提高生產(chǎn)效率、可靠地保證產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的幫助。另外，非常清晰的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線連接也附帶提供了舒適的設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程維護(hù)的可能性，極大地方便了起重設(shè)備中維修人員難以接近或者無(wú)法接近處的設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。
圖4 金屬結(jié)構(gòu)件制造中心是一個(gè)具有很高產(chǎn)品集成度的生產(chǎn)制造車(chē)間
OBO Bettermann聯(lián)合企業(yè)是一家中型的德國(guó)家族式企業(yè)，在整個(gè)歐洲和海外具有30多家生產(chǎn)電子技術(shù)產(chǎn)品和建筑安裝技術(shù)設(shè)備的企業(yè)。其產(chǎn)品中涉及到建筑基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)品數(shù)量就超過(guò)了3萬(wàn)種。2011年時(shí)，它們建造的金屬結(jié)構(gòu)件制造中心是一個(gè)具有很高產(chǎn)品集成度的生產(chǎn)制造車(chē)間（圖4）。這一車(chē)間生產(chǎn)的設(shè)備之一就是熱鍍鋅設(shè)備，其控制單元和無(wú)線通信設(shè)備都是由Scheffer公司生產(chǎn)制造的。
外形相同的多種Dataeagle無(wú)線通信模塊（圖5）可用于不同的應(yīng)用、采用不同的無(wú)線通信技術(shù)。在本文所述的應(yīng)用場(chǎng)合中，圖5上方展示的緊湊型Dataeagle無(wú)線通信模塊是與球形天線配套使用的。
圖5 各種不同的無(wú)線通信模塊的外形尺寸始終是一樣的
為了確定無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的可能性，除選擇合適的無(wú)線通信模塊之外，車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的空間環(huán)境（距離和遮擋視線的情況）調(diào)查分析以及與現(xiàn)有無(wú)線天線設(shè)備的共存可能性的調(diào)查分析也是非常重要的。在選擇合適的無(wú)線通信模塊時(shí)，我們?cè)谖鬯畠艋I(lǐng)域、輸送設(shè)備領(lǐng)域、升降設(shè)備領(lǐng)域或者在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域中經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家們會(huì)給您提供大力地支持和幫助。
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