Оптическая передача данных ST100: расширение возможностей автоматизированных кранов для входа в Индустрию 4.0
Решение по применению оптического модуля передачи данных серии ST100 в мостовых кранах
Мостовые краны играют важную роль в промышленном производстве и складировании, где точная синхронизация и защита безопасности имеют важное значение при подъеме и транспортировке тяжелых грузов. В сложных условиях, где традиционная проводная передача данных ограничена проблемами установки, необходим высокоскоростной, малозадерживаемый и помехозащищенный метод передачи данных. Оптический модуль передачи данных серии ST100 специально разработан для таких сценариев. Он использует инфракрасные лазеры для достижения полнодуплексной связи 100 Мбит/с на выбираемых расстояниях (80 м, 120 м или 200 м), что соответствует требованиям к обмену данными в реальном времени, управлению синхронизацией и управлению столкновением при работе крана.
Модуль оптической передачи данных серии ST100
Преимущества продукта и основные характеристики
▪️Высокоскоростная полнодуплексная передача:
Обеспечивает передачу данных со скоростью 100 Мбит/с и поддерживает выбор расстояния до 200 метров, обеспечивая обмен данными в режиме реального времени.
▪️Преимущества лазерной связи:
Использует инфракрасные лазеры с длиной волны 785 нм и 850 нм для передачи данных. С первичным лучом размером приблизительно 5 мм и углом расхождения 1°, в сочетании с полем зрения приемника 1,5°, он обеспечивает минимальные помехи канала и чрезвычайно низкую задержку передачи.
▪️Гибкая конструкция системы:
Модуль объединяет оптические, механические, электронные и программные компоненты, поддерживая космическую лазерную связь для любого протокола в пределах 200 метров. Он также имеет обширные функции взаимодействия и индикации для быстрой установки, что делает его идеальным для сценариев, где прокладка кабеля нецелесообразна или требуется высокая производительность в реальном времени.
Обзор принципов работы
▪️Преобразование и передача данных:
Поток данных от главного компьютера преобразуется схемой модуля в сигналы лазерных импульсов, а затем передается в виде серии лазерных импульсов через свободное пространство на приемник.
▪️Оптоэлектронное преобразование:
На приемном конце датчик обнаруживает входящие лазерные импульсы и преобразует оптические сигналы обратно в электрические потоки данных, которые затем отправляются на главный компьютер для завершения двусторонней передачи данных.
▪️Оптимизированные параметры ссылки:
Благодаря точному соответствию характеристик оптического луча (размера пятна, угла расхождения и поля зрения) модуль обеспечивает стабильную и надежную передачу данных даже в условиях сильных помех или в сложных условиях, типичных для работы мостовых кранов.
Проектирование применения мостового крана
Управление синхронизацией
Сценарий применения:
В операциях, где несколько кранов или многобалочные системы должны двигаться синхронно, точное относительное позиционирование имеет решающее значение для предотвращения дисбаланса нагрузки и потенциальных столкновений. Любое отклонение в движении одного блока может нарушить общий баланс и привести к небезопасным условиям.
Подход к решению:
▪️Обмен данными в реальном времени:
Установка модуля ST100 обеспечивает высокоскоростную передачу данных между кранами, позволяя каждому подразделению получать в режиме реального времени информацию о местоположении, состоянии движения и скорости.
▪️Контроль координированных движений:
Данные в режиме реального времени обрабатываются главным компьютером, который выполняет точные алгоритмы синхронизации, чтобы гарантировать, что все краны или мостовые балки движутся идеально согласованно по одному и тому же пути, тем самым снижая риски безопасности, вызванные несоответствиями отдельных единиц.
Функция предотвращения столкновений
Сценарий применения:
Мостовые краны могут сталкиваться с другими кранами, препятствиями или стенами в пределах своей рабочей зоны. Важно обеспечить, чтобы при приближении крана к препятствию он мог автоматически замедлиться или остановиться, чтобы предотвратить столкновение.
Подход к решению:
▪️Непрерывное измерение расстояния:
Модуль ST100 непрерывно передает и принимает лазерные сигналы, вычисляя расстояние между краном и ближайшими препятствиями в режиме реального времени.
▪️Адаптивное управление скоростью:
На основе измеренного расстояния система поддерживает нормальную рабочую скорость, когда препятствие находится далеко. Когда кран входит в критический диапазон (например, последние 10 метров на нормальной скорости, за которыми следует постепенное снижение скорости на последних 5 метрах до половины), скорость плавно регулируется до полной остановки крана, обеспечивая безопасное замедление и плавную остановку.
Системная интеграция и установка
▪️Оптимальное положение установки:
Модуль должен быть установлен в месте с беспрепятственной прямой видимостью, чтобы оптический луч мог напрямую достичь цели. Места установки должны быть тщательно спланированы в соответствии с конструкцией крана для поддержания стабильной передачи данных.
▪️Конфигурация и тестирование параметров:
Такие параметры, как скорость передачи, угол луча и пороговые значения расстояния антиколлизии, можно настроить через хост-компьютер. Для проверки точности передачи данных и реагирования необходимо провести тестирование на месте, а затем выполнить тонкую настройку по мере необходимости.
▪️Адаптивность к окружающей среде:
Учитывая жесткие условия эксплуатации (высокая температура, вибрация, пыль) в условиях эксплуатации крана, модуль должен включать защитные меры (такие как щитки и устройства гашения вибрации) для обеспечения долгосрочной стабильной работы.
Ожидаемые результаты и общие преимущества
✅Надежный обмен данными в режиме реального времени поддерживает синхронизированную работу крана с точной и актуальной информацией.
✅Благодаря позиционированию в реальном времени и адаптивному управлению скоростью риск столкновений сводится к минимуму, что обеспечивает безопасность оборудования и персонала, а также повышает общую эффективность работы.
✅Конструкция модуля «plug-and-play» обеспечивает быструю установку и интеграцию, сокращая время настройки и затраты на обслуживание.
Связанные датчики
Эффективное расстояние передачи: 80 м Скорость связи: 100 Мбит/с Угол расхождения коммуникационного света: 1° Угол приема коммуникационного света: 1,5°
Эффективное расстояние передачи: 120 м Скорость связи: 100 Мбит/с Угол расхождения коммуникационного света: 1° Угол приема коммуникационного света: 1,5°
Эффективное расстояние передачи: 200 м Скорость связи: 100 Мбит/с Угол расхождения коммуникационного света: 1° Угол приема коммуникационного света: 1,5°
Частота измерения: 1000 Гц Интерфейс передачи данных: SSl, Ethernet 100 BASE-TX Расстояние измерения: 200 м Точность измерения: ±2 мм
