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      無線傳感器網(wǎng)絡在混凝土攪拌自動控制中的應用探討

      2015-12-21 06:18:43生才華
      中國新技術新產(chǎn)品 2015年24期
      關鍵詞:發(fā)送給保護裝置基站

      生才華

      (北京中鐵房山橋梁有限公司,北京 102400)

      1 引言

      混凝土攪拌能夠?qū)⒐橇?、水泥、粉煤灰、外加劑和水按照一定的混合比例放置在攪拌機中進行自動化攪拌,以便為現(xiàn)代化工業(yè)建筑提供基礎材料。隨著混凝土需求量迅速劇增,混凝土攪拌管理需要采用自動化管理模式?;炷磷詣踊刂瓶梢猿浞掷卯斍跋冗M的計算機技術、電子技術、無線通信技術等,提高混凝土生產(chǎn)效率,并且在控制過程中,根據(jù)模擬量、開關量等輸入信號調(diào)整控制參數(shù),完成配料、稱重、輸送、卸料和攪拌等多個工藝流程,交叉作業(yè),縮短每一步操作的流程,提高混凝土攪拌的效率和產(chǎn)量,滿足現(xiàn)代建筑工業(yè)需求。

      2 混凝土攪拌遠程自動控制系統(tǒng)功能分析

      混凝土攪拌過程中,其涉及的關鍵環(huán)節(jié)主要包括物流存儲、物流運送、計量檢測、攪拌控制等幾個方面,其中遠程攪拌系統(tǒng)是最為關鍵的一個功能,攪拌系統(tǒng)組成半分主要包括以下幾個方面:攪拌系統(tǒng)配備多重軸端密封保護裝置和風壓保護裝置,可以有效的杜絕漏漿現(xiàn)象;使用視頻監(jiān)控器監(jiān)控減速箱、潤滑油泵、卸料泵等重要部件的運行狀態(tài),及時進行維護,確保設備工作在最佳狀態(tài);配備攪拌機稱重保護裝置,實現(xiàn)稱重的精確化和智能化。因此混凝土攪拌遠程自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制,系統(tǒng)主要功能包括以下幾個方面:

      (1)攪拌設備數(shù)據(jù)采集。遠程攪拌自動控制系統(tǒng)最基礎的功能是采集攪拌設備的相關運行狀態(tài)參數(shù),通過參數(shù)進行監(jiān)控。攪拌設備數(shù)據(jù)采集可以使用傳感器進行,每一個攪拌設備都可以設置一個傳感器,傳感器實時的采集設備運行狀態(tài)信息,發(fā)送給匯聚節(jié)點。

      (2)攪拌設備數(shù)據(jù)傳輸。傳感器采集攪拌設備數(shù)據(jù)之后,可以將其發(fā)送給數(shù)據(jù)服務器,數(shù)據(jù)服務器匯集相關的數(shù)據(jù)之后,將其發(fā)送給監(jiān)控中心,監(jiān)控中心可以根據(jù)設備運行信息發(fā)送操作指令。

      (3)攪拌系統(tǒng)遠程控制。攪拌系統(tǒng)根據(jù)設備運行情況,通過網(wǎng)絡傳輸發(fā)送攪拌系統(tǒng)自動化控制命令,以便能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制。

      3 無線傳感器網(wǎng)絡應用設計

      混凝土攪拌自動化控制系統(tǒng)在運行過程中,控制網(wǎng)絡組成部分主要是傳輸帶、計時裝置、電動保護裝置、稱重裝置等各類傳感器,傳感器構(gòu)成了一個自組織無線通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)控制操作命令、采集信息的傳輸。因此在混凝土自動化攪拌控制過程中,無線傳感器網(wǎng)絡是最重要的核心技術,本文在無線傳感器網(wǎng)絡設計過程中,采用的通信技術包括4G移動通信技術、Wi-Fi通信技術和ZigBee技術。

      (1)4G移動通信技術。移動通信技術發(fā)展迅速,其已經(jīng)經(jīng)歷了2G、2.5G、3G通信時代,4G通信已經(jīng)成為現(xiàn)代移動通信的主流技術。4G移動通信采用新的TD-LTE技術、FDD-LTE技術,能夠支撐強大的高速移動帶寬資源,已經(jīng)成為主流的移動通信技術。截至2015年5月底,我國4G電信基站數(shù)量已經(jīng)達到120萬個,4G電信基站規(guī)模和數(shù)據(jù)流量大,需要保持較高的網(wǎng)絡優(yōu)化能力,同時,由于4G電信基站覆蓋范圍小于2G電信基站,因此為了滿足4G通信市場需求,需要大規(guī)模的建設4G電信基站,未來一年內(nèi),4G基站將達到200萬個,以便能夠滿足人們移動寬帶上網(wǎng)需求。在混凝土攪拌控制系統(tǒng)中,從傳感器到控制中心這一階段采用4G通信技術,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全、精確傳輸。

      (2)Wi-Fi通信技術。Wi-Fi通信模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議并支持三種工作模式即AP、STA以及兩種模式共存,提供了兩種通信方式:透傳方式和Socket通信方式。透傳模式通信速度快,但控制不靈活;Socket通信速度慢,但可以方便控制單一的設備。因此,本方案采用的是Socket控制的通信方式,模塊上電或復位后默認為透傳模式,模塊每次復位后都需要先進入命令模式再配置,依次設置UART、TCP、AP/STA后重啟才可使設置生效。在每一個獨立的混凝土攪拌站各個通信節(jié)點范圍內(nèi)采用WI-FI通信技術。

      (3)ZigBee技術。ZigBee技術是一種在IEEE802.15.4標準上經(jīng)過改進和發(fā)展得到常用的無線網(wǎng)絡標準技術?;炷翑嚢柙O備運行過程中,需要實施采集攪拌設備的運行狀態(tài)參數(shù),ZigBee可以在各個傳感器設備之間形成一個自組織網(wǎng)絡,將采集到的數(shù)據(jù)匯聚到網(wǎng)絡關口服務器上,通過他發(fā)送給匯聚節(jié)點,網(wǎng)絡穩(wěn)定性較強、通信可靠性較高、具有較低的節(jié)點功耗、時延較短、容量較大、數(shù)據(jù)傳輸具有極高的安全性,實現(xiàn)了傳感器間的快速通信。

      結(jié)語

      混凝土自動化控制系統(tǒng)可以采用現(xiàn)代無線通信技術,采集混凝土攪拌系統(tǒng)的模擬量,輸入相關的控制命令,改善混凝土攪拌控制的精確度,提高混凝土產(chǎn)量,滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑的需求,具有重要的作用和意義。

      [1]岳陽,庫祥臣.基于PLC和WinCC的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計[J].微型機與應用,2014,31(12):11-13.

      [2]陳靜,安曉東.GPRS技術在混凝土攪拌遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J].電腦開發(fā)與應用,2008,21(10):44-46.

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      [4]薛會玲,邱文閣,王巖.VB6.0下混凝土攪拌站微機控制系統(tǒng)的開發(fā)[J].機械工程與自動化,2012(01):141-142.

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