Optický přenos dat ST100: Umožnění vstupu automatizovaných jeřábů do Průmyslu 4.0
Řešení pro použití modulu optického přenosu dat řady ST100 v mostových jeřábech
Mostové jeřáby hrají zásadní roli v průmyslové výrobě a skladování, kde je nezbytná přesná synchronizace a bezpečnostní ochrana při zvedání a přepravě těžkých břemen. Ve složitých prostředích, kde je tradiční kabelový přenos dat omezen instalačními problémy, je zapotřebí vysokorychlostní, nízkolatenční a nerušený způsob přenosu dat. Modul optického přenosu dat řady ST100 je speciálně navržen pro takové scénáře. Využívá infračervené lasery k dosažení plně duplexní 100 Mbps komunikace na volitelnou vzdálenost (80 m, 120 m nebo 200 m), čímž splňuje požadavky na výměnu dat v reálném čase, řízení synchronizace a řízení proti srážkám při operacích s jeřáby.
Modul pro optický přenos dat řady ST100
Výhody produktu a klíčové vlastnosti
▪️Vysokorychlostní plně duplexní převodovka:
Dosahuje přenosu dat 100 Mb/s a podporuje volitelné vzdálenosti až 200 metrů, což zajišťuje výměnu dat v reálném čase.
▪️Výhody laserové komunikace:
Pro přenos dat využívá infračervené lasery o vlnových délkách 785nm a 850nm. S primárním bodem paprsku o velikosti přibližně 5 mm a úhlem divergence 1° ve spojení s zorným polem přijímače 1,5° nabízí minimální rušení kanálu a extrémně nízké zpoždění přenosu.
▪️Flexibilní design systému:
Modul integruje optické, mechanické, elektronické a softwarové komponenty a podporuje vesmírnou laserovou komunikaci pro jakýkoli protokol do 200 metrů. Vyznačuje se také rozsáhlou interakcí a indikačními funkcemi pro rychlou instalaci, takže je ideální pro scénáře, kde je pokládání kabelů nepraktické nebo kde je vyžadován vysoký výkon v reálném čase.
Přehled principů práce
▪️Konverze a přenos dat:
Datový tok z hostitelského počítače je konvertován na signály laserových pulsů pomocí obvodů modulu a poté přenášen jako série laserových pulsů volným prostorem do přijímače.
▪️Optoelektronický převod:
Na přijímacím konci senzor detekuje přicházející laserové pulsy a převádí optické signály zpět na elektrické datové toky, které jsou poté odeslány do hostitelského počítače k dokončení obousměrného přenosu dat.
▪️Optimalizované parametry odkazu:
Přesným přizpůsobením charakteristik optického paprsku (velikost bodu, úhel divergence a zorné pole) modul zajišťuje stabilní a spolehlivý přenos dat i ve vysoce rušených nebo složitých prostředích typických pro provoz mostových jeřábů.
Návrh aplikace mostového jeřábu
Ovládání synchronizace
Scénář aplikace:
V operacích, kde se musí synchronně pohybovat více jeřábů nebo vícenosníkových systémů, je přesné relativní polohování kritické, aby se zabránilo nerovnováze zatížení a potenciálním kolizím. Jakákoli odchylka v pohybu jedné jednotky může narušit celkovou rovnováhu a vést k nebezpečným podmínkám.
Přístup k řešení:
▪️Výměna dat v reálném čase:
Instalace modulu ST100 umožňuje vysokorychlostní přenos dat mezi jeřáby, což umožňuje každé jednotce získat v reálném čase informace o poloze, stavu pohybu a rychlosti.
▪️Koordinované ovládání pohybu:
Data v reálném čase zpracovává hostitelský počítač, který provádí přesné synchronizační algoritmy, aby zajistil, že se všechny jeřáby nebo mostní nosníky budou pohybovat v dokonalé harmonii po stejné dráze, čímž se zmírní bezpečnostní rizika způsobená nesrovnalostmi jednotlivých jednotek.
Antikolizní funkce
Scénář aplikace:
Mostové jeřáby se mohou ve své provozní oblasti setkat s jinými jeřáby, překážkami nebo stěnami. Je nezbytné zajistit, aby při přiblížení jeřábu k překážce mohl automaticky zpomalit nebo zastavit, aby se zabránilo srážce.
Přístup k řešení:
▪️Nepřetržité měření vzdálenosti:
Modul ST100 nepřetržitě vysílá a přijímá laserové signály a v reálném čase vypočítává vzdálenost mezi jeřábem a blízkými překážkami.
▪️Adaptivní regulace rychlosti:
Na základě naměřené vzdálenosti systém udržuje normální provozní rychlost, když je překážka daleko. Jakmile se jeřáb dostane do kritického rozsahu (např. posledních 10 metrů při normální rychlosti, po kterých následuje postupné snižování v posledních 5 metrech na poloviční rychlost), rychlost se plynule upravuje, dokud se jeřáb zcela nezastaví, což zajišťuje bezpečné zpomalení a plynulé zastavení.
Systémová integrace a instalace
▪️Optimální montážní pozice:
Modul by měl být instalován na místě s volnou viditelností, aby bylo zajištěno, že optický paprsek může přímo dosáhnout cíle. Instalační pozice musí být pečlivě naplánovány podle konstrukčního návrhu jeřábu, aby byl zachován stabilní přenos dat.
▪️Konfigurace a testování parametrů:
Parametry, jako je přenosová rychlost, úhel paprsku a prahové hodnoty vzdálenosti proti srážce, lze konfigurovat prostřednictvím hostitelského počítače. Testování na místě je nezbytné pro ověření přesnosti přenosu dat a odezvy, po kterém následuje jemné doladění podle potřeby.
▪️Přizpůsobivost prostředí:
Vzhledem k drsným provozním podmínkám (vysoká teplota, vibrace, prašnost) v prostředí jeřábu by měl modul obsahovat ochranná opatření (jako jsou štíty a zařízení na tlumení vibrací), aby byl zajištěn dlouhodobý stabilní provoz.
Očekávané výsledky a celkové výhody
✅ Spolehlivá výměna dat v reálném čase podporuje synchronizované operace jeřábů s přesnými a aktuálními informacemi.
✅S určováním polohy v reálném čase a adaptivním řízením rychlosti je riziko kolize minimalizováno, což zajišťuje bezpečnost zařízení i personálu a zároveň zlepšuje celkovou provozní efektivitu.
✅Plug-and-play design modulu usnadňuje rychlou instalaci a integraci, snižuje čas nastavení a náklady na údržbu.
Související senzory
Eektivní přenosová vzdálenost: 80 m Komunikační rychlost: 100 Mbit/s Úhel divergence komunikačního světla: 1° Úhel příjmu komunikačního světla: 1,5°
Eektivní přenosová vzdálenost: 120 m Komunikační rychlost: 100 Mbit/s Úhel divergence komunikačního světla: 1° Úhel příjmu komunikačního světla: 1,5°
Eektivní přenosová vzdálenost: 200 m Komunikační rychlost: 100 Mbit/s Úhel divergence komunikačního světla: 1° Úhel příjmu komunikačního světla: 1,5°
Frekvence měření: 1000Hz Rozhraní přenosu dat: SSl, Ethernet 100 BASE-TX Vzdálenost měření: 200m Přesnost měření: ±2 mm
