陳建寧+田凱

摘 要：在新型煙草制絲生產(chǎn)中，物流翻箱機是將斷續(xù)的物流過程轉(zhuǎn)換為自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設(shè)備工況限制，不能采用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)物流翻箱機與相關(guān)主控制站的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。通過應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），并利用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和配置軟件，實現(xiàn)翻箱機在一定區(qū)域內(nèi)與生產(chǎn)線主控制站進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，突破傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局限性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設(shè)備之一，是聯(lián)接箱式配方物流庫和制絲生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，需要與上、下級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場操作站等進行實時的數(shù)據(jù)通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復(fù)雜、設(shè)備結(jié)構(gòu)精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設(shè)電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統(tǒng)的有線通訊方式不能實現(xiàn)安全可靠的物流翻箱機網(wǎng)絡(luò)通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產(chǎn)現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規(guī)定的機械運動功能得以實現(xiàn)，大大提高翻箱機的穩(wěn)定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關(guān)技術(shù)，IWLAN可以使翻箱機控制網(wǎng)絡(luò)無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網(wǎng)絡(luò)之中，實現(xiàn)翻箱設(shè)備與不同現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信要求。

西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網(wǎng)絡(luò)；無易損件；實現(xiàn)冗余聯(lián)接、自動無線漫游、輪詢監(jiān)控（link check）、IP監(jiān)控（IP Alive）；無線鏈接的可預(yù)測數(shù)據(jù)流和確定響應(yīng)時效，實現(xiàn)標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現(xiàn)音頻、視頻的數(shù)據(jù)通訊能力。

1 翻箱機的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置

1.1 翻箱機上無線網(wǎng)絡(luò)的硬件配置

翻箱機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的由無線交換機、控制系統(tǒng)PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統(tǒng)以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發(fā)送、處理均由PLC系統(tǒng)完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)交換機Scalance W。

CPU負責(zé)翻箱機外部I/O信息數(shù)據(jù)的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業(yè)無線以太網(wǎng)交換機。

1.2 翻箱機無線網(wǎng)絡(luò)的配置

根據(jù)MAC地址，在系統(tǒng)中配置CP343-1、SCALANCE W、現(xiàn)場操作站的設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)。設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)，必須由網(wǎng)絡(luò)管理員統(tǒng)一配置。一臺翻箱機至少預(yù)留4個IP地址。當翻箱機設(shè)備運行時，系統(tǒng)信息經(jīng)CPU處理后，同步發(fā)送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯(lián)接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態(tài)及信息等同步傳送到相關(guān)的主控制系統(tǒng)。同時通過無線網(wǎng)絡(luò)接收主控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸?shù)椒錂CCPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現(xiàn)場分布式I/O和相關(guān)控制組件，從而實現(xiàn)了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）的翻箱機控制功能

經(jīng)過軟件硬件配置，建立了穩(wěn)定可靠、高速帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了翻箱機與上一級線控系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)流通訊、與現(xiàn)場西門子WINCC現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)實時傳輸，完成實時數(shù)據(jù)歸檔、顯示等功能；使得現(xiàn)場主控制站的各項生產(chǎn)、設(shè)備等運行數(shù)據(jù)能夠快速、準確的傳輸?shù)椒錂C設(shè)備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設(shè)定的要求進行接送物料，控制翻轉(zhuǎn)動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數(shù)也通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浆F(xiàn)場主控制站，供現(xiàn)場操作人員監(jiān)控設(shè)備的各項運行參數(shù)和狀態(tài)；還可在現(xiàn)場操作監(jiān)控系統(tǒng)對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產(chǎn)操控功能。

結(jié)束語：西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）在翻箱機類移動設(shè)備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現(xiàn)場安裝調(diào)試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設(shè)備限制，實現(xiàn)翻箱機等移動設(shè)備與物流系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線系統(tǒng)的無縫對接，使用翻箱機類移動設(shè)備在實際生產(chǎn)中更加安全可靠，有利于制絲生產(chǎn)向自動化和智能化的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網(wǎng)（WLAN）——原理、技術(shù)與應(yīng)用[M].現(xiàn)代通信理論與技術(shù)叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)置技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（19）.endprint

摘 要：在新型煙草制絲生產(chǎn)中，物流翻箱機是將斷續(xù)的物流過程轉(zhuǎn)換為自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設(shè)備工況限制，不能采用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)物流翻箱機與相關(guān)主控制站的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。通過應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），并利用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和配置軟件，實現(xiàn)翻箱機在一定區(qū)域內(nèi)與生產(chǎn)線主控制站進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，突破傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局限性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設(shè)備之一，是聯(lián)接箱式配方物流庫和制絲生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，需要與上、下級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場操作站等進行實時的數(shù)據(jù)通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復(fù)雜、設(shè)備結(jié)構(gòu)精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設(shè)電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統(tǒng)的有線通訊方式不能實現(xiàn)安全可靠的物流翻箱機網(wǎng)絡(luò)通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產(chǎn)現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規(guī)定的機械運動功能得以實現(xiàn)，大大提高翻箱機的穩(wěn)定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關(guān)技術(shù)，IWLAN可以使翻箱機控制網(wǎng)絡(luò)無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網(wǎng)絡(luò)之中，實現(xiàn)翻箱設(shè)備與不同現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信要求。

西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網(wǎng)絡(luò)；無易損件；實現(xiàn)冗余聯(lián)接、自動無線漫游、輪詢監(jiān)控（link check）、IP監(jiān)控（IP Alive）；無線鏈接的可預(yù)測數(shù)據(jù)流和確定響應(yīng)時效，實現(xiàn)標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現(xiàn)音頻、視頻的數(shù)據(jù)通訊能力。

1 翻箱機的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置

1.1 翻箱機上無線網(wǎng)絡(luò)的硬件配置

翻箱機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的由無線交換機、控制系統(tǒng)PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統(tǒng)以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發(fā)送、處理均由PLC系統(tǒng)完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)交換機Scalance W。

CPU負責(zé)翻箱機外部I/O信息數(shù)據(jù)的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業(yè)無線以太網(wǎng)交換機。

1.2 翻箱機無線網(wǎng)絡(luò)的配置

根據(jù)MAC地址，在系統(tǒng)中配置CP343-1、SCALANCE W、現(xiàn)場操作站的設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)。設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)，必須由網(wǎng)絡(luò)管理員統(tǒng)一配置。一臺翻箱機至少預(yù)留4個IP地址。當翻箱機設(shè)備運行時，系統(tǒng)信息經(jīng)CPU處理后，同步發(fā)送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯(lián)接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態(tài)及信息等同步傳送到相關(guān)的主控制系統(tǒng)。同時通過無線網(wǎng)絡(luò)接收主控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸?shù)椒錂CCPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現(xiàn)場分布式I/O和相關(guān)控制組件，從而實現(xiàn)了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）的翻箱機控制功能

經(jīng)過軟件硬件配置，建立了穩(wěn)定可靠、高速帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了翻箱機與上一級線控系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)流通訊、與現(xiàn)場西門子WINCC現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)實時傳輸，完成實時數(shù)據(jù)歸檔、顯示等功能；使得現(xiàn)場主控制站的各項生產(chǎn)、設(shè)備等運行數(shù)據(jù)能夠快速、準確的傳輸?shù)椒錂C設(shè)備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設(shè)定的要求進行接送物料，控制翻轉(zhuǎn)動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數(shù)也通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浆F(xiàn)場主控制站，供現(xiàn)場操作人員監(jiān)控設(shè)備的各項運行參數(shù)和狀態(tài)；還可在現(xiàn)場操作監(jiān)控系統(tǒng)對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產(chǎn)操控功能。

結(jié)束語：西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）在翻箱機類移動設(shè)備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現(xiàn)場安裝調(diào)試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設(shè)備限制，實現(xiàn)翻箱機等移動設(shè)備與物流系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線系統(tǒng)的無縫對接，使用翻箱機類移動設(shè)備在實際生產(chǎn)中更加安全可靠，有利于制絲生產(chǎn)向自動化和智能化的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網(wǎng)（WLAN）——原理、技術(shù)與應(yīng)用[M].現(xiàn)代通信理論與技術(shù)叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)置技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（19）.endprint

摘 要：在新型煙草制絲生產(chǎn)中，物流翻箱機是將斷續(xù)的物流過程轉(zhuǎn)換為自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設(shè)備工況限制，不能采用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)物流翻箱機與相關(guān)主控制站的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。通過應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），并利用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和配置軟件，實現(xiàn)翻箱機在一定區(qū)域內(nèi)與生產(chǎn)線主控制站進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，突破傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局限性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設(shè)備之一，是聯(lián)接箱式配方物流庫和制絲生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，需要與上、下級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場操作站等進行實時的數(shù)據(jù)通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復(fù)雜、設(shè)備結(jié)構(gòu)精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設(shè)電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統(tǒng)的有線通訊方式不能實現(xiàn)安全可靠的物流翻箱機網(wǎng)絡(luò)通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產(chǎn)現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規(guī)定的機械運動功能得以實現(xiàn)，大大提高翻箱機的穩(wěn)定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關(guān)技術(shù)，IWLAN可以使翻箱機控制網(wǎng)絡(luò)無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網(wǎng)絡(luò)之中，實現(xiàn)翻箱設(shè)備與不同現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信要求。

西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網(wǎng)絡(luò)；無易損件；實現(xiàn)冗余聯(lián)接、自動無線漫游、輪詢監(jiān)控（link check）、IP監(jiān)控（IP Alive）；無線鏈接的可預(yù)測數(shù)據(jù)流和確定響應(yīng)時效，實現(xiàn)標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現(xiàn)音頻、視頻的數(shù)據(jù)通訊能力。

1 翻箱機的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置

1.1 翻箱機上無線網(wǎng)絡(luò)的硬件配置

翻箱機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的由無線交換機、控制系統(tǒng)PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統(tǒng)以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發(fā)送、處理均由PLC系統(tǒng)完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)交換機Scalance W。

CPU負責(zé)翻箱機外部I/O信息數(shù)據(jù)的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業(yè)無線以太網(wǎng)交換機。

1.2 翻箱機無線網(wǎng)絡(luò)的配置

根據(jù)MAC地址，在系統(tǒng)中配置CP343-1、SCALANCE W、現(xiàn)場操作站的設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)。設(shè)備名、IP地址和網(wǎng)關(guān)，必須由網(wǎng)絡(luò)管理員統(tǒng)一配置。一臺翻箱機至少預(yù)留4個IP地址。當翻箱機設(shè)備運行時，系統(tǒng)信息經(jīng)CPU處理后，同步發(fā)送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯(lián)接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態(tài)及信息等同步傳送到相關(guān)的主控制系統(tǒng)。同時通過無線網(wǎng)絡(luò)接收主控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸?shù)椒錂CCPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現(xiàn)場分布式I/O和相關(guān)控制組件，從而實現(xiàn)了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）的翻箱機控制功能

經(jīng)過軟件硬件配置，建立了穩(wěn)定可靠、高速帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了翻箱機與上一級線控系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)流通訊、與現(xiàn)場西門子WINCC現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)實時傳輸，完成實時數(shù)據(jù)歸檔、顯示等功能；使得現(xiàn)場主控制站的各項生產(chǎn)、設(shè)備等運行數(shù)據(jù)能夠快速、準確的傳輸?shù)椒錂C設(shè)備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設(shè)定的要求進行接送物料，控制翻轉(zhuǎn)動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數(shù)也通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浆F(xiàn)場主控制站，供現(xiàn)場操作人員監(jiān)控設(shè)備的各項運行參數(shù)和狀態(tài)；還可在現(xiàn)場操作監(jiān)控系統(tǒng)對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產(chǎn)操控功能。

結(jié)束語：西門子工業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（IWLAN）在翻箱機類移動設(shè)備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現(xiàn)場安裝調(diào)試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設(shè)備限制，實現(xiàn)翻箱機等移動設(shè)備與物流系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線系統(tǒng)的無縫對接，使用翻箱機類移動設(shè)備在實際生產(chǎn)中更加安全可靠，有利于制絲生產(chǎn)向自動化和智能化的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網(wǎng)（WLAN）——原理、技術(shù)與應(yīng)用[M].現(xiàn)代通信理論與技術(shù)叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)置技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（19）.endprint