缆索起重机电气控制要求实时性强，可靠性高。本文主要阐述了美国DATA-LINC GROUP公司制造的SRM6100工业级无线电调制解调器的性能以及在龙口低缆无线数据传输通讯系统中的应用。该项技术的成功运用，充分显示了无线技术的广阔前景。

1 引言

近年来，随着电子技术的高速发展，无线技术正方兴未艾地渗透到各种领域，从大的数据文件传输到I/O设备的监视和控制，大量商业领域的无线技术正移植到工厂级应用。无线通信方式与有线通信方式相比具有投资少、开通快、维护简单、适应性强及扩展性好的优良性能。同时，跳频扩频技术的采用又增强了系统的抗干扰性和安全性。因而使无线技术遍地开花，运用发展空间越来越大。

2 SRM6100介绍

SRM6100是美国DATA-LINC GROUP公司生产制造的2.4GHz调频扩频通讯设备,它是工业级无线电调制解调器。这是一种串行通讯设备，主要用于带有RS-232、RS-422、RS-485标准接口的上位机、各种品牌的PLC/RTU以及数据终端设备相互之间的无线电通讯。

2.1主要特点如下：

1)全双工的工作模式：一是不存在收/发转换时间。这对实时控制十分有利;二是设立中继站只需要一台设备，一套天馈系统就可以满足。

2)接收灵敏度很高：其接收灵敏度达到-108dBm◎BER 10-6。

3)品质因素高：工作环境温度为-40℃～+75℃

4)友好的通讯兼容性：能够和具有标准RS232接口的各种数据终端设备，包括各种品牌的 PLC实现友好的通讯链接。

5)智能频谱技术：能够自动地避开同频干扰的影响。即使二套相互独立系统的设备安装在同一地点，相互之间也不会干扰对方的工作。

6)从站/中继站功能：同一台设备在某个通讯站点上，既能实现从站功能，也能实现中继站功能。

7)呼叫簿功能：每台SRM6100上的呼叫簿可以写入10条不同通讯路径上的SRM6100序列号。工作时，SRM6100首选第一行写入的序列号，并和该序列号的SRM6100建立无线电通讯链接。如果失败，则自动选择第二行写入的序列号，并和第二行序列号的SRM6100建立无线电通讯链接…。依此类推，一直到和某一行序列号的SRM6100建立通讯链接为止。利用这个功能，，可以实现通讯路径的多样化和冗余，也可以实现自动选择最佳通讯路径的智能化。

8)工作频段分组功能：利用这个功能，可以将2.4GHz～2.4835GHz这83.5MHz带宽的工作频段,划分为带宽为27.5MHz的三个子频段。在同一现场的不同通讯系统，分别选择各自的跳频频段(27.5MHz)，这样，它们在工作频段上就实现了隔离，并且不影响通讯速度。

9)调频图案选择功能：利用这个功能，在同一现场的不同通讯系统，分别选择各自的跳频图案，这样，它们在跳频图案上就实现了隔离。

10)跳频图案偏移功能：利用这个功能，可以将跳频图案向右偏移一次或二次。每次可偏移半个工作带宽(偏移115KHz)。同一现场的不同通讯系统，分别选择各自的跳频图案偏移的次数(0，1，2)，以达到相互隔离的目的。

11)强大的通讯纠错能力：通过自身强大的纠错功能，决不会向所连接的数据终端设备传递错误的信息。

12)优良的电磁兼容性能

13)极低的故障率：平均无故障时间MTBF≥40万小时

2.2产品的性能和技术指标：

工作频率：2.4至2.483GHz(无需专用频点资源)

发送器 输出功率： 500mw(最大)，分十档，可内部设置。

调制方式：扩频，GFSK(预调制高斯滤波频移键控)

射频数据速率：144Kbps/188Kbps

扩频方式：频率跳变(跳频)

跳频图案： 15种(使用者可选择其中之一)

工作带宽： 230KHz/每跳

接收器 灵敏度：-110dBm@10-4BER(误码率);

-108dBm@10-6BER(误码率)

选择性： 40dB@fc±230KHz;60dB@fc±46KHz

系统增益: 135dB

射频数据传输 错误检测: 带有数据包重发的32位循环冗余校验/纠错(CRC)。

数据加密代替: 动态键(即在无线链路上，发送端将来自信源的信息打碎后，用特殊的编码方式重新打包，接收端用相同的编码方式拆包，被打包的大小根据内部缓冲器里信息量的多少而动态调整，优化。)

天线：鞭状天线。

工作模式：点对点，点对多点，存储和前向中继器等。

点对多点通讯方式：轮询

通信距离：24公里以上。使用中继站可延伸通信距离。

中继站数目：点对点工作方式时，最多二级;点对多点时，不受限制

射频数据传输链路吞吐量: 115.2Kbps

接口：RS232，异步，10位或者11位字，全双工。可任选RS422和 RS485

连接器： RS232，DB-9插座

电源电压： 10.5-18VDC;

工作电流 发射状态: 650mA 12VDC

接收状态: 100mA 12VDC

待机状态: 65mA 12VDC

接口数据吞吐量(未被压缩):1200bps-115.2Kbps

假定频率可用率为75%时测得的吞吐量。

工作环境 温度： -40℃至+75℃;湿度： 0至95%，非冷凝

外壳 标准： NEMA1;18号钢，带有安装凸缘。可选NEMA4

重量：2磅(0.91公斤)

3 缆机上的运用

3.1硬件组成

如上图1所示，整机由主塔、司机室及副车三地PLC系统经无线电台组成了一个完整的多点控制系统。其中主塔PLC系统采用两块西门子R232串行通讯模块CP340,分别与SRM6100无线数传电台连接。同样地，司机室和副车两地PLC也分别通过CP340通讯模块与电台SRM6100连接。为了满足缆机实时性的要求，提高系统的可靠性和稳定性，该系统由主塔电台与司机室电台、主塔电台与副车电台间分别建立了点对点通讯，再通过编程，使之构成了一个完整的无线数据通讯网络，实时地传输与交换三地数据，使司机室的操作命令及时传送到主塔与副车PLC，让各机构按照预定的工艺要求驱动各自的机构。同时，各机构的运行和故障信息也通过无线通讯网络传输到司机室PLC,并在触摸屏上显示。

3.2 SRM6100装置参数设置：

1)SRM6100无线电调制解调器是在用户要求基础上，以预设置方式发货的。首先需将电台接上天线，然后将SRM6100的RS232端口连接到‘终端’或运行于PCPlus的PC，并按以下方式设置参数：

2)将电源插入到SRM6100。用一个直的线夹或其它细而硬的钢丝，按一下调制解调器前面板上的小孔内的按钮，主设置菜单(MAIN MENU)就会出现在PC屏幕上。根据菜单指令输入合适的数，选择要检查或要修改的参数，随即会出现这个参数的新设置显示。每个屏幕的指令如下：

(0) 设置运行方式：

出现的标题是：SET MODEM MODE(设置调制解调器工作方式)

由于主塔分别与司机室和副车组成了“点对点”运行方式，因而将主塔两个电台均设置成“点到点”主设备(0);而将司机室和副车上的电台设置成“点到点”从设备(1)，由此组成了两个点对点通讯系统。

(1)设置波特率

出现的标题是：SET BAUD RATE(设置波特率)

由于SRM6100所连接的设备CP340 的波特率19200bps，因此设定SRM6100的串行数据端口速率为19200bps。(内部无线电速率总是144K波特。)SRM6100主设备和SRM6100从设备上的端口数据速率不必是相同的，但必须与所连接设备的端口速率的相同。

(2)编辑呼叫登记册

出现的标题是：MODEM CALL BOOK(调制解调器呼叫登记册)

当“点对点”运行时，每个SRM6100只需在第一行“Entry(0)”的第一列“number”空格中填入通信对方的呼叫号(240-XXXX)，这一列剩下的所有其它行均填入000-0000。

(3)编辑无线电传输特性

出现的标题是：RADIO PARAMETERS (无线电参数)

未与Data-Link集团联系，不要更改这些设定值。记录这些初始设定值，并将这个记录保存在安全的地方。

3.3 PLC通讯模块CP340参数设定

首先，在PC上安装STEP7 5.2软件和CP340模板所带的软件驱动程序，模板驱动程序包括了对CP340进行参数化的窗口(在STEP7的硬件组态界面下可以打开)、用于串行通讯的FB程序块。在其Protocol画面上，设定其通讯参数：通讯速率19200bps，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。

3.4 通讯程序的编制：

通过以上硬件的配置与参数的设置后，主塔与司机室、副车的通讯主要通过两对CP340通讯模块组成的点对点通讯系统(见上图1所示)来相互传送数据。而在程序中，数据块的传送与接收是通过发送功能块FB3“P-SEND”和接收功能块FB2“P-RCV”来完成。

3.4.1 发送功能块 FB3“P-SEND”

该功能块是将数据写入CP340的发送缓冲区，再由后者发送给通讯伙伴。FB3需要大小为40B的背景数据块，用户不能访问该背景数据块中的数据。在功能块的参数中需要设置存放要发送的数据的数据块编号DB-NO、数据块中的起始字节地址DBB-NO和数据的长度LEN。具体见上图2：在输入信号REQ的上升沿，FB3“P-SEND”进入发送状态，开始向CP340传送数据，然后CP340将数据通过电台发送给接收方。在发送期间，REQ不必始终为1。发送过程结束后，如果正确完成了发送任务，DONE为1，输出STATUS的值为0。否则输出ERROR为1。

3.4.2 接收功能块 FB2“P-RCV”

该功能块是将CP340的接收缓冲区中的数据存放在数据块中，数据块的编号为DB-NO。数据块中的起始字节的地址为DBB-NO,数据的长度为LEN。FB2也需要大小为40B的背景数据块。见上图2：如果输入信号EN-R为1状态，软件查询是否可以从CP340读取数据。EN-R如果为0状态，将中止正在进行的接收工作，且ERROR变为1状态，并由STATUS给出错误信息。如果接收缓冲区内有数据，就转入接收状态。读出CP340的接收缓冲区后，FB2从接收状态转入查询状态。如果数据接收请求正确地完成，已经接收完数据，FB2的输出信号NDR为1状态。

3.4.3 数据传送功能的实现

在主塔PLC程序中分别设立两对FB2和FB3,用来分别向司机室和副车发送和接收信号，同时也在司机室和副车PLC程序中，各自设立一对FB2和FB3,以用来从主塔PLC接收和发送数据。从而，构成了一个空中数据传送系统。同时，又开发出一套无线通讯实时诊断保护程序，一旦通讯发生中断或故障，缆机各运行机构立即按照紧急停车方式停机，经现场反复试验证明：保护程序有效，动作可靠。

结束语

SRM6100无线电台自去年投入低缆运行以来，系统稳定，工作可靠，这也充分证明无线技术在缆索起重机上的运用已经成熟，这将为加快重型缆机的国产化提供了物质基础与技术保障。。

参考文献:

⑴廖常初 S7-300/400 PLC应用技术 机械工业出版社 2005.1 北京

⑵ DATA-LINC GROUP SRM6100 User Guide