无线通讯在原料场中的应用

杨玉东

（中冶赛迪电气技术有限公司，重庆400013）

无线通讯在原料场中的应用

杨玉东

（中冶赛迪电气技术有限公司，重庆400013）

目前无线通讯技术在冶金企业生产中已经得到了大量应用，但在大型远距离移动设备上应用的例子还不多。针对某原料场中堆取料机系统与中控室系统之间的信号传输方案，采用了先进的无线通讯技术，并从方案选定、硬件配置及软件调试等多方面进行介绍，并经现场生产实践检验，证明无线通讯技术在大型工业领域中是成熟的、可靠的、安全的、可以实施的。

无线通讯；堆取料机；系统配置；调试

1 引言

目前大型移动设备的信号传输主要有硬接线和无线通讯两种方式。

硬接线方式以光纤和电缆为主，通过移动设备上的卷盘进行释放。优点是传输信号实时、可靠、稳定。缺点是如果采用电缆，则电缆量长度过大，传输信号量受限；如用光纤，则光纤随移动设备上的卷盘收起或释放，容易折断，一定时间后要重新更换；无线通讯方式是采用无线电信号进行信号传输，对无线电调制设备的安装，调试等具有较高的要求，否则其实时性、连续性、稳定性很难得到保证。实时性要求数据在规定的时间内传输到指定设备上，连续性要求数据必须是连续的，稳定性要求数据对温度、湿度、电磁干扰环境等具有抗干扰性［1］。本文以无线以太网为例，介绍DAΤA-LINC在某原料场中的应用。

2 设备选型、配置及软件调试

2.1 设备选型

某钢厂新建一座现代化成度较高的综合环保料场，料场内有多种重型移动设备，如大型堆取料机等。堆取料机体型庞大，在料场进行堆料或取料作业，是现代化料场必不可少的设备。该原料场堆取料机移动距离可达800多m，为了实现其与原料场监控系统（中控室）的数据交换、信号连锁和地面中控室的实时监控，保证信号传输的质量并结合先进性的理念，采用了无线通讯方式。

该原料场的主控制系统和堆取料机自身控制系统均采用西门子S7系列，其之间的通讯采用无线以太网方式，用扩频无线电链路作为数据通讯媒体，具体选用美国数据集团（DAΤA-LINC）公司生产的SRM6310E工业级无线电调制解调器组成通讯链路，可以较好地满足本项目系统的要求。

SRM6310E无线Ethernet Modem使用国际免许可证2.4 GHz扩频段，可以实现远距离通讯，具有极好的抗干扰性能，对于远距离室外和工厂室内通讯都是理想的选择。SRM6310E的性能和技术指标如下：工作频率为2.4～2.483 GHz。

发送器的输出功率为500 mW（最大）；调制方式为扩频，GFSK；传输率为188 kb/s；扩频方式为跳频；跳频图案为15种（使用者可选择其中之一）；工作带宽为230 kHz/跳。

接收器的灵敏度为-110 dBm@10-4BER（误码率）；-108 dBm@10-6BER（误码率）；选择性为40dB@fc±230 kHz；60dB fc±460 kHz。

射频数据传输。纠错：带有数据包重发的32位循环冗余校验/纠错（CRC）。数据加密：动态键（即在无线链路上，发送端将来自信源的信息打碎后，用特殊的编码方式重新打包，接收端用相同的编码方式拆包；被打包的大小根据内部缓冲器里信息量的多少而动态调整，优化。）工作模式为点对点，点对多点，存储转发中继器。通信距离为24 km，使用中继站可使通信距离更远。接口为RJ-45 10BaseΤ。

2.2 无线通讯的系统配置及软件调试

通讯采用一对多模式，即每组通讯系统由1台无线通讯主站与2台从站组成。通讯从站设置在堆取料机车上，通过以太网接到堆取料机的PLC。通讯主站由专业信号仪器检测，设置在地面位置较好的建筑物内，通过交换机及光纤或双绞线连接到中控室的PLC。配置如图1所示。

图1 无线通讯系统配置Fig.1 Wireless communication system configuration

硬件配置好后，需DAΤA-LINC公司对其设备进行设置及调试，保证堆取料机在任何动作下，中控室的控制系统与堆取料机的控制系统之间可互拼彼此IP地址并满足掉包率的要求，达到链路的畅通。之后则需要在西门子编程软件Step7程序中设置相应网络组态及程序。

2.2.1 网络组态［2］

无线通讯网络组态如图2所示。

图2 无线通讯网络组态Fig.2 Wireless communication network configuration

2.2.2 通讯周期设定［3］

根据现场条件及操作要求，通讯周期采用500ms，设置如图3所示，见框中内容。

2.2.3 编程

程序采用了西门子Step7自带的单边通讯SFB14，SFB15系统功能块。

为了配合程序调用，首先建立DB块，本例建立DB3027，DB3028，DB3028内容如图4所示，DB3027与DB3028类似，就不再列出了。

在OB33中（每500ms执行1次）采用SΤL语言进行程序编制。程序如下：

图3 通讯周期设定Fig.3 Cycle set for communication

图4 DB3028数据内容Fig.4 Content of DB3028

这样无线通讯的软硬件设计基本就完成了。通过现场实际测试与运行，效果良好，满足了生产需求，得到了业主的认可。

3 结论

无线通讯技术进入工业控制领域的趋势毋庸置疑，但企业不愿意放弃原有成熟稳定的有线技术［4］，主要是对无线技术不熟悉，且在安装、使用环境、维护能力、生产安全等方面还有疑虑通过该料场的无线应用案例，证明无线通讯在大型工业领域中是成熟的、可靠的、安全的、可以实施的。总之，无线技术正引领工业自动化系统向着高可靠性、高灵活性的方向发展［5］。

［1］卢俊.无线以太网通讯在港口设备上的应用［J］.起重运输机械，2011（S1）：102-104.

［2］陈海霞，柴瑞娟，任庆海，等.西门子S7-300/400 PLC编程技术及工程应用［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［3］訾鸿，赵岩，周宝国.S7-300/400系列PLC入门及应用实践［M］.北京：电子工业出版社，2012.

［4］Flammini A，Ferrari P，Marioli D，et al.Sensor Networks for Industrial Applications［C］//Proceedings of the 2nd IEEE International Workshop on Advances in Sensors and Interfaces IWASI.［S.l.］：IEEE，2007.：1-15.

［5］方原柏.工业无线通信是又一个热点技术［J］.自动化博览，2011（S1）：12-15.

Application of Wireless Communication in Raw Material Yard

YANG Yu-dong
(CISDI Electric Technology Co.，Ltd.，Chongqing 400013，China)

Wireless communication technology has been used a lot in metallurgy industry.But there are not many examples about wireless application on large distance moving device.To solve the signal transmission between stackerreclaimer and central control system,wireless communication technology was adopted,containing system set,hardware configuration and software debugging.By system running,wireless technology is proved that is a mature,reliable, secure,and can be implemented in large-scale industry.

wireless communication；stacker-reclaimer；system configuration；debugging

TN925

B

2013-11-05

修改稿日期：2014-08-19

杨玉东（1981-），男，硕士研究生，工程师，Email：24558152@qq.com