無線傳輸作為現(xiàn)場總線通信系統(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)用在移動式設(shè)備中、替代了部分原來的匯流排，例如鐵路機(jī)車的升降設(shè)備或者火焰鍍鋅車間里的起重運(yùn)輸設(shè)備。

無論是升降設(shè)備還是起重機(jī)，凡是負(fù)載運(yùn)動范圍在變化的生產(chǎn)場合，例如火焰鍍鋅車間使用的行車或者是大型機(jī)車和維修整臺機(jī)車的升降臺（圖1），今天都在通信技術(shù)領(lǐng)域中用上了現(xiàn)場總線，其中的部分工作區(qū)域里還用上了無線通信，替代了原來常見的、被視為性能可靠的匯流排。

圖1  鐵路機(jī)車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，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，使各個升降立柱能夠按很高的節(jié)拍實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動。

這一控制系統(tǒng)中各個設(shè)備的通信使用了現(xiàn)場總線技術(shù)，有些地方也采用了無線通信技術(shù)。而這些無線通信模塊則必須能夠傳輸現(xiàn)場總線協(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。

鍍鋅是一種幾百年來已經(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，也包括了不同種類的小型鋼鐵零件。現(xiàn)代化的鍍鋅設(shè)備都是高度自動化的流水線，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)的競爭力，同時也要求對鍍鋅車間的車間布局進(jìn)行現(xiàn)代化改造。

現(xiàn)代化的鍍鋅生產(chǎn)過程是一個一直在不停運(yùn)動著的生產(chǎn)過程：鍍鋅零件在一系列的鍍鋅工藝的工序之間運(yùn)動，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，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程中，輸送零件使用的都是現(xiàn)代化的輸送技術(shù)和自動化控制系統(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浸漬及清洗工序。

圖2  電氣控制柜中的無線通信模塊（a）和電氣柜底部的無線天線（b）

Profibus現(xiàn)場總線的無線通信功能解決了問題

Scheffer起重技術(shù)公司是一家為世界各地用戶提供最佳的車間生產(chǎn)過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)橛脩敉瓿勺詣踊O(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)場總線控制技術(shù)，最常用的是Profibus現(xiàn)場總線。Scheffer公司很早就注意到了起重設(shè)備運(yùn)動零部件之間的電纜連接和滑環(huán)匯流排連接中的問題，并利用Profibus現(xiàn)場總線和無線通信技術(shù)成功地解決了電纜和匯流排中常見的難題。

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)品適于用不同的無線通信技術(shù)傳輸Profibus現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)。

與無線通信技術(shù)模塊的生產(chǎn)廠家一起，這家起重設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)廠在自有的生產(chǎn)廠里進(jìn)行了應(yīng)用測試，以便測定起重設(shè)備的運(yùn)動、車間環(huán)境中金屬設(shè)備、金屬的機(jī)械部件對無線通信距離的影響。測試的結(jié)果表明：采用2.4GHz頻率的藍(lán)牙無線通信技術(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型無線通信模塊和后來體積更加緊湊的3703型無線通信模塊，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）。

在整個無線通信的距離內(nèi)，每200ms傳輸一次數(shù)據(jù)。也就是說，無需任何數(shù)據(jù)簡化中央控制系統(tǒng)（S7 CPU 319，圖2）就在50m的無線通信距離內(nèi)向移動的設(shè)備的單軌行車控制單元（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)備處的無線通信模塊

生產(chǎn)實(shí)踐證明了無線通信模塊和無線通信距離的可靠性

在生產(chǎn)實(shí)踐中，無線通信模塊和無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)備和類似金屬設(shè)備、裝置對操作者視線的短時間遮擋都不影響無線通信模塊的正常工作以及無線通信的距離。這也是提高移動式起重設(shè)備工作可靠性和可用性方面的一大進(jìn)步，對操作者提高生產(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)件制造中心是一個具有很高產(chǎn)品集成度的生產(chǎn)制造車間

OBO Bettermann聯(lián)合企業(yè)是一家中型的德國家族式企業(yè)，在整個歐洲和海外具有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)量就超過了3萬種。2011年時，它們建造的金屬結(jié)構(gòu)件制造中心是一個具有很高產(chǎn)品集成度的生產(chǎn)制造車間（圖4）。這一車間生產(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無線通信模塊（圖5）可用于不同的應(yīng)用、采用不同的無線通信技術(shù)。在本文所述的應(yīng)用場合中，圖5上方展示的緊湊型Dataeagle無線通信模塊是與球形天線配套使用的。

圖5  各種不同的無線通信模塊的外形尺寸始終是一樣的

為了確定無線通信技術(shù)應(yīng)用的可能性，除選擇合適的無線通信模塊之外，車間現(xiàn)場的空間環(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。在選擇合適的無線通信模塊時，我們在污水凈化領(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)豐富的專家們會給您提供大力地支持和幫助。