ST100 光データ伝送: 自動化クレーンのインダストリー 4.0 への参入を促進
橋梁クレーンにおけるST100シリーズ光データ伝送モジュールの適用ソリューション
橋型クレーンは、重量物の持ち上げや輸送中に正確な同期と安全保護が不可欠な工業生産や倉庫保管において重要な役割を果たしています。従来の有線データ伝送が設置上の課題によって制限される複雑な環境では、高速、低遅延、干渉のないデータ伝送方法が必要です。ST100 シリーズ光データ伝送モジュールは、このようなシナリオ向けに特別に設計されています。赤外線レーザーを使用して、選択可能な距離 (80 m、120 m、または 200 m) で全二重 100 Mbps 通信を実現し、クレーン操作におけるリアルタイムのデータ交換、同期制御、衝突防止管理の要求を満たします。
ST100 シリーズ光データ伝送モジュール
製品のメリットと主な特徴
▪️高速全二重伝送:
100 Mbps のデータ伝送を実現し、最大 200 メートルまでの選択可能な距離をサポートし、リアルタイムのデータ交換を保証します。
▪️レーザー通信の利点:
データ伝送には、波長 785nm と 850nm の赤外線レーザーを使用します。約 5mm のプライマリ ビーム スポットと 1° の発散角、および 1.5° の受信視野により、チャネル干渉が最小限に抑えられ、伝送遅延が極めて低くなります。
▪️柔軟なシステム設計:
このモジュールは、光学、機械、電子、ソフトウェアの各コンポーネントを統合し、200 メートル以内のあらゆるプロトコルの宇宙レーザー通信をサポートします。また、迅速な設置を可能にする広範なインタラクション機能とインジケータ機能も備えているため、ケーブル敷設が現実的でない、または高いリアルタイム性能が求められるシナリオに最適です。
動作原理の概要
▪️データ変換と転送:
ホスト コンピュータからのデータ ストリームは、モジュールの回路によってレーザー パルス信号に変換され、一連のレーザー パルスとして自由空間を介して受信機に送信されます。
▪️光電子変換:
受信側では、センサーが受信レーザーパルスを検出し、光信号を電気データ ストリームに変換します。その後、このデータ ストリームはホスト コンピューターに送信され、双方向のデータ伝送が完了します。
▪️最適化されたリンクパラメータ:
このモジュールは、光ビームの特性（スポットサイズ、発散角、視野）を正確に一致させることにより、橋梁クレーンの操作に特有の高干渉または複雑な環境でも、安定した信頼性の高いデータ伝送を保証します。
橋形クレーンのアプリケーション設計
同期制御
アプリケーションシナリオ:
複数のクレーンまたはマルチガーダー システムを同期して移動させる必要がある操作では、荷重の不均衡や衝突の可能性を防ぐために、正確な相対位置決めが重要です。 1 つのユニットの動きに偏差があると、全体のバランスが崩れ、危険な状態につながる可能性があります。
ソリューションアプローチ:
▪️リアルタイムデータ交換:
ST100モジュールを搭載することでクレーン間の高速データ伝送が可能となり、各ユニットは位置、移動状況、速度などの情報をリアルタイムに取得できるようになります。
▪️協調動作制御:
リアルタイム データはホスト コンピュータによって処理され、正確な同期アルゴリズムを実行して、すべてのクレーンまたは橋桁が同じ軌道に沿って完全に調和して動くようにすることで、個々のユニットの不一致によって引き起こされる安全上のリスクを軽減します。
衝突防止機能
アプリケーションシナリオ:
橋形クレーンは、その動作範囲内で他のクレーン、障害物、または壁に遭遇する可能性があります。クレーンが障害物に近づくと、衝突を防ぐために自動的に減速または停止できるようにすることが重要です。
ソリューションアプローチ:
▪️連続距離測定:
ST100 モジュールはレーザー信号を継続的に送受信し、クレーンと近くの障害物間の距離をリアルタイムで計算します。
▪️アダプティブスピードコントロール:
システムは測定された距離に基づいて、障害物が遠い場合は通常の動作速度を維持します。クレーンが危険範囲に入ると（例：最後の 10 メートルは通常速度で、最後の 5 メートルで徐々に半分の速度まで減速）、クレーンが完全に停止するまで速度がスムーズに調整され、安全な減速とスムーズな停止が保証されます。
システム統合とインストール
▪️最適な設置位置:
モジュールは、光ビームがターゲットに直接到達できるように、見通しが遮られない場所に設置する必要があります。安定したデータ伝送を維持するために、クレーンの構造設計に応じて設置位置を慎重に計画する必要があります。
▪️パラメータの設定とテスト:
伝送速度、ビーム角度、衝突防止距離しきい値などのパラメータは、ホスト コンピューターから設定できます。データ伝送の精度と応答性を確認するには、オンサイト テストが必要であり、必要に応じて微調整を行います。
▪️環境適応性:
クレーン環境における過酷な動作条件 (高温、振動、粉塵) を考慮すると、長期にわたる安定した動作を確保するために、モジュールには保護対策 (シールドや振動減衰装置など) が組み込まれている必要があります。
期待される成果と全体的な利点
✅リアルタイムで信頼性の高いデータ交換により、正確で最新の情報による同期されたクレーン操作をサポートします。
✅リアルタイムの位置決めと適応速度制御により、衝突のリスクが最小限に抑えられ、機器と人員の安全が確保されるとともに、全体的な運用効率が向上します。
✅モジュールのプラグアンドプレイ設計により、迅速なインストールと統合が容易になり、セットアップ時間とメンテナンスコストが削減されます。
関連センサー
測定周波数: 1000Hz データ伝送インターフェース: SSl、イーサネット 100 BASE-TX 測定距離: 200m 測定精度: ±2 mm
