李國華

【摘 要】論文主要討論了全自動退火爐生產(chǎn)線中大型移動設(shè)備與其他生產(chǎn)設(shè)備及上位機之間無線通訊的解決方案。無線通訊系統(tǒng)主要采用西門子W700系列。上位機和底層控制器PLC數(shù)據(jù)可靠連接，大大提高了工業(yè)爐控制系統(tǒng)的可靠性、人機交互的友好性、可操作性、后期設(shè)備維護的方便性。

【Abstract】This paper mainly discusses the solution of wireless communication between large mobile equipment and other production equipment and upper computer in automatic annealing furnace production line. The wireless communication system mainly adopts Siemens W700 series. The reliable connection between the upper computer and the bottom controller PLC can greatly improve the reliability of the industrial furnace control system， the friendliness and maneuverability of human-computer interaction， and the convenience of equipment maintenance in the later stage.

【關(guān)鍵詞】退火爐生產(chǎn)線;無線通訊;解決方案

【Keywords】 annealing furnace production line; wireless communication; solutions

【中圖分類號】TN929.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）06-0149-02

1 引言

隨著鋁加工企業(yè)用戶產(chǎn)能的提高，常有幾臺甚至幾十臺退火爐組成退火生產(chǎn)線集中生產(chǎn)管理，過去的單體設(shè)備、單獨控制模式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)管理的需要，因此設(shè)計制定集中的生產(chǎn)線智能化自動化控制方案，可以更快捷有效地對生產(chǎn)過程進行管理，不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)、不同設(shè)備之間的信息交換、數(shù)據(jù)通訊交互在整個生產(chǎn)線上。

2 功能與要求

項目中包含9臺退火爐和一臺三維復(fù)合移動料車。9臺退火爐控制系統(tǒng)相互獨立，料車分別和各爐子建立通訊連接并傳輸控制命令及狀態(tài)信息。

為實現(xiàn)對退火生產(chǎn)線中移動設(shè)備（三維復(fù)合料車）的電控系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、信號連鎖和實時監(jiān)控，以達(dá)到對生產(chǎn)線內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備的統(tǒng)一管理、提高企業(yè)生產(chǎn)安全防護等級、提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。需要建立從移動設(shè)備上的PLC與各退火爐控制PLC及中控室上位機之間的通訊鏈路。

3 方案與實施

3.1 方案設(shè)計

各退火爐及移動料車作為單體設(shè)備，擁有自己獨立的PLC控制系統(tǒng)，但生產(chǎn)線控制系統(tǒng)又需要移動料車與各臺爐子之間進行數(shù)據(jù)交換[1]。由于存在移動設(shè)備，因此常規(guī)的通過網(wǎng)線連接設(shè)備的方法無法實現(xiàn)。本方案采用無線通訊技術(shù)，選用西門子W700系列產(chǎn)品為通訊核心設(shè)備，并敷設(shè)漏波電纜增強通訊信號可靠性，可以較好地滿足系統(tǒng)通訊要求。

方案中配置一臺SCALANCE W788無線模塊作為接入點，它能夠通過有線連接交換機與整個控制系統(tǒng)形成統(tǒng)一的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò);漏波電纜是配合接入點使用的一種特殊天線，可在復(fù)雜無線環(huán)境下進行信號覆蓋，沿著漏波電纜形成一個定向的錐形無線電場，結(jié)合此特性，漏波電纜適用于固定軌道的移動料車的應(yīng)用。

另外配置一臺SCALANCE W748無線模塊作為客戶端，該模塊可用于在無線網(wǎng)絡(luò)中集成料車的PLC有線以太網(wǎng)設(shè)備。

整體通信方案框圖如圖1所示。

無線通信硬件配置如圖2所示。

3.2 具體實施

無線模塊W788作為無線接入端（AP），安裝于9臺退火爐中間位置，漏波電纜全行程敷設(shè)，使得無線信號可以覆蓋整個移動料車的移動范圍，通過工業(yè)網(wǎng)線將AP端接入網(wǎng)絡(luò)交換機，與整個控制系統(tǒng)處于同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中;移動料車上安裝無線模塊W748作為無線客戶端（Client），跟隨料車一起在無線覆蓋范圍內(nèi)移動。通過無線模塊W788、W748相互配對，實現(xiàn)移動料車PLC控制系統(tǒng)與整個控制系統(tǒng)通訊傳輸。

4 測試與結(jié)論

該方案經(jīng)在項目中實施應(yīng)用，運行穩(wěn)定、通訊可靠，無線覆蓋半徑70m，能夠很好地滿足自動控制工藝要求。對于移動設(shè)備長距離、大范圍的移動，可通過在該方案中增加無線接入端（AP）來擴大無線覆蓋范圍。漏波電纜的安裝要求比較苛刻，必須保證開孔面與母頭方向垂直，在對通訊要求不高的應(yīng)用場合，漏波電纜也可以用全向天線來替代。該通訊方案可推廣應(yīng)用于智能天車、智能倉儲等領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】

【1】崔堅.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.