IWLAN在物流翻箱机的应用研究
2014-12-02陈建宁田凯
陈建宁+田凯
摘 要：在新型烟草制丝生产中，物流翻箱机是将断续的物流过程转换为自动化生产的关键设备。翻箱机通过其特定的机械传递运动完成翻箱卸料工作，由于设备工况限制，不能采用传统有线网络通信实现物流翻箱机与相关主控制站的网络通信任务。通过应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），并利用相应的网络组态和配置软件，实现翻箱机在一定区域内与生产线主控制站进行网络数据通信，突破传统有线网络技术的局限性。
关键词：工业无线局域网络通信 新型烟草制丝 物流翻箱机
中图分类号：U-9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0074-02
物流翻箱机是新型烟草制丝线的设备之一，是联接箱式配方物流库和制丝生产线的关键设备，需要与上、下级控制系统、现场操作站等进行实时的数据通讯；由于物流翻箱机具有运动控制复杂、设备结构精密、机械位移运动频率高、定位精度高、工作运行范围狭小的特点，不适合安装桥架、敷设电缆（光纤）、安装柔性拖链等，即采用传统的有线通讯方式不能实现安全可靠的物流翻箱机网络通讯和控制需求。（见图1）
在制丝生产现场工业控制网络中应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），能够有效的解决上述问题；不受翻箱机机械运动位移的限制，使得翻箱机规定的机械运动功能得以实现，大大提高翻箱机的稳定性和安全性；同时，通过SIEMENS的自动路由及相关技术，IWLAN可以使翻箱机控制网络无缝的、实时集成到工厂的ProfiNET控制总网络之中，实现翻箱设备与不同现场设备的网络通信要求。
西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），基于通用的认证标准IEEE 802.11，可适用于2.4 GHz和5 GHz的网络；无易损件；实现冗余联接、自动无线漫游、轮询监控（link check）、IP监控（IP Alive）；无线链接的可预测数据流和确定响应时效，实现标准的PROFINET通讯或故障安全型的 PROFIsafe通讯，可以更进一步实现音频、视频的数据通讯能力。
1 翻箱机的无线网络系统配置
1.1 翻箱机上无线网络的硬件配置
翻箱机网络系统的由无线交换机、控制系统PLC等组成，如图2所示。
翻箱机控制系统以西门子S7 315-2PN/DP为核心，所有信息接收、发送、处理均由PLC系统完成，同时配置通信模块CP343-1、无线交换机、ET200S分布式输入输出模块、气动输入输出单元等组件；无线交换机采用西门子工业无线网络交换机Scalance W。
CPU负责翻箱机外部I/O信息数据的采集、控制功能、信息处理等功能，CPU将信息同步传送给CP343-1和Scalance w工业无线以太网交换机。
1.2 翻箱机无线网络的配置
根据MAC地址，在系统中配置CP343-1、SCALANCE W、现场操作站的设备名、IP地址和网关。设备名、IP地址和网关，必须由网络管理员统一配置。一台翻箱机至少预留4个IP地址。当翻箱机设备运行时，系统信息经CPU处理后，同步发送给CP343-1、和通过SCALANCE交换机联接的SCALANCE W，将翻箱机实时的运行状态及信息等同步传送到相关的主控制系统。同时通过无线网络接收主控制系统发送的控制指令，通过翻箱机CP343-1通信模块传输到翻箱机CPU，CPU处理后将信息传输给ET200S现场分布式I/O和相关控制组件，从而实现了翻箱机远、本地程控制。
2 基于西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）的翻箱机控制功能
经过软件硬件配置，建立了稳定可靠、高速带宽的无线网络，实现了翻箱机与上一级线控系统的控制数据流通讯、与现场西门子WINCC现场监控系统的各种数据实时传输，完成实时数据归档、显示等功能；使得现场主控制站的各项生产、设备等运行数据能够快速、准确的传输到翻箱机设备，翻箱机接收到翻箱信号、物料批次、物料类型等信息后按照设定的要求进行接送物料，控制翻转动作，将物料翻入可供选择的喂料机中；同时翻箱机运行的各项参数也通过无线网络传输到现场主控制站，供现场操作人员监控设备的各项运行参数和状态；还可在现场操作监控系统对翻箱机进行手动操作，完成要求的生产操控功能。
结束语：西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）在翻箱机类移动设备的集成，不仅避免了因为电缆线、护套管或拖链等腐蚀原因带来的安全隐患，减少了现场安装调试的工作量；而且弱化了安装位置、空间等对设备限制，实现翻箱机等移动设备与物流系统、生产流水线系统的无缝对接，使用翻箱机类移动设备在实际生产中更加安全可靠，有利于制丝生产向自动化和智能化的进一步发展。
参考文献
[1] 刘乃安.无线局域网（WLAN）——原理、技术与应用[M].现代通信理论与技术丛书，2004
[2] 刘勃翔.无线局域网络的建设探讨[J].天津科技，2010（1）.
[3] 谢泽奇.浅析WLAN的发展与应用[J].科技资讯，2010（26）.
[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.
[5] 张宇.浅谈无线局域网（WLAN）设置技术[J].电子技术与软件工程，2013（19）.endprint
摘 要：在新型烟草制丝生产中，物流翻箱机是将断续的物流过程转换为自动化生产的关键设备。翻箱机通过其特定的机械传递运动完成翻箱卸料工作，由于设备工况限制，不能采用传统有线网络通信实现物流翻箱机与相关主控制站的网络通信任务。通过应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），并利用相应的网络组态和配置软件，实现翻箱机在一定区域内与生产线主控制站进行网络数据通信，突破传统有线网络技术的局限性。
关键词：工业无线局域网络通信 新型烟草制丝 物流翻箱机
中图分类号：U-9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0074-02
物流翻箱机是新型烟草制丝线的设备之一，是联接箱式配方物流库和制丝生产线的关键设备，需要与上、下级控制系统、现场操作站等进行实时的数据通讯；由于物流翻箱机具有运动控制复杂、设备结构精密、机械位移运动频率高、定位精度高、工作运行范围狭小的特点，不适合安装桥架、敷设电缆（光纤）、安装柔性拖链等，即采用传统的有线通讯方式不能实现安全可靠的物流翻箱机网络通讯和控制需求。（见图1）
在制丝生产现场工业控制网络中应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），能够有效的解决上述问题；不受翻箱机机械运动位移的限制，使得翻箱机规定的机械运动功能得以实现，大大提高翻箱机的稳定性和安全性；同时，通过SIEMENS的自动路由及相关技术，IWLAN可以使翻箱机控制网络无缝的、实时集成到工厂的ProfiNET控制总网络之中，实现翻箱设备与不同现场设备的网络通信要求。
西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），基于通用的认证标准IEEE 802.11，可适用于2.4 GHz和5 GHz的网络；无易损件；实现冗余联接、自动无线漫游、轮询监控（link check）、IP监控（IP Alive）；无线链接的可预测数据流和确定响应时效，实现标准的PROFINET通讯或故障安全型的 PROFIsafe通讯，可以更进一步实现音频、视频的数据通讯能力。
1 翻箱机的无线网络系统配置
1.1 翻箱机上无线网络的硬件配置
翻箱机网络系统的由无线交换机、控制系统PLC等组成，如图2所示。
翻箱机控制系统以西门子S7 315-2PN/DP为核心，所有信息接收、发送、处理均由PLC系统完成，同时配置通信模块CP343-1、无线交换机、ET200S分布式输入输出模块、气动输入输出单元等组件；无线交换机采用西门子工业无线网络交换机Scalance W。
CPU负责翻箱机外部I/O信息数据的采集、控制功能、信息处理等功能，CPU将信息同步传送给CP343-1和Scalance w工业无线以太网交换机。
1.2 翻箱机无线网络的配置
根据MAC地址，在系统中配置CP343-1、SCALANCE W、现场操作站的设备名、IP地址和网关。设备名、IP地址和网关，必须由网络管理员统一配置。一台翻箱机至少预留4个IP地址。当翻箱机设备运行时，系统信息经CPU处理后，同步发送给CP343-1、和通过SCALANCE交换机联接的SCALANCE W，将翻箱机实时的运行状态及信息等同步传送到相关的主控制系统。同时通过无线网络接收主控制系统发送的控制指令，通过翻箱机CP343-1通信模块传输到翻箱机CPU，CPU处理后将信息传输给ET200S现场分布式I/O和相关控制组件，从而实现了翻箱机远、本地程控制。
2 基于西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）的翻箱机控制功能
经过软件硬件配置，建立了稳定可靠、高速带宽的无线网络，实现了翻箱机与上一级线控系统的控制数据流通讯、与现场西门子WINCC现场监控系统的各种数据实时传输，完成实时数据归档、显示等功能；使得现场主控制站的各项生产、设备等运行数据能够快速、准确的传输到翻箱机设备，翻箱机接收到翻箱信号、物料批次、物料类型等信息后按照设定的要求进行接送物料，控制翻转动作，将物料翻入可供选择的喂料机中；同时翻箱机运行的各项参数也通过无线网络传输到现场主控制站，供现场操作人员监控设备的各项运行参数和状态；还可在现场操作监控系统对翻箱机进行手动操作，完成要求的生产操控功能。
结束语：西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）在翻箱机类移动设备的集成，不仅避免了因为电缆线、护套管或拖链等腐蚀原因带来的安全隐患，减少了现场安装调试的工作量；而且弱化了安装位置、空间等对设备限制，实现翻箱机等移动设备与物流系统、生产流水线系统的无缝对接，使用翻箱机类移动设备在实际生产中更加安全可靠，有利于制丝生产向自动化和智能化的进一步发展。
参考文献
[1] 刘乃安.无线局域网（WLAN）——原理、技术与应用[M].现代通信理论与技术丛书，2004
[2] 刘勃翔.无线局域网络的建设探讨[J].天津科技，2010（1）.
[3] 谢泽奇.浅析WLAN的发展与应用[J].科技资讯，2010（26）.
[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.
[5] 张宇.浅谈无线局域网（WLAN）设置技术[J].电子技术与软件工程，2013（19）.endprint
摘 要：在新型烟草制丝生产中，物流翻箱机是将断续的物流过程转换为自动化生产的关键设备。翻箱机通过其特定的机械传递运动完成翻箱卸料工作，由于设备工况限制，不能采用传统有线网络通信实现物流翻箱机与相关主控制站的网络通信任务。通过应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），并利用相应的网络组态和配置软件，实现翻箱机在一定区域内与生产线主控制站进行网络数据通信，突破传统有线网络技术的局限性。
关键词：工业无线局域网络通信 新型烟草制丝 物流翻箱机
中图分类号：U-9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0074-02
物流翻箱机是新型烟草制丝线的设备之一，是联接箱式配方物流库和制丝生产线的关键设备，需要与上、下级控制系统、现场操作站等进行实时的数据通讯；由于物流翻箱机具有运动控制复杂、设备结构精密、机械位移运动频率高、定位精度高、工作运行范围狭小的特点，不适合安装桥架、敷设电缆（光纤）、安装柔性拖链等，即采用传统的有线通讯方式不能实现安全可靠的物流翻箱机网络通讯和控制需求。（见图1）
在制丝生产现场工业控制网络中应用西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），能够有效的解决上述问题；不受翻箱机机械运动位移的限制，使得翻箱机规定的机械运动功能得以实现，大大提高翻箱机的稳定性和安全性；同时，通过SIEMENS的自动路由及相关技术，IWLAN可以使翻箱机控制网络无缝的、实时集成到工厂的ProfiNET控制总网络之中，实现翻箱设备与不同现场设备的网络通信要求。
西门子工业无线局域网络技术（IWLAN），基于通用的认证标准IEEE 802.11，可适用于2.4 GHz和5 GHz的网络；无易损件；实现冗余联接、自动无线漫游、轮询监控（link check）、IP监控（IP Alive）；无线链接的可预测数据流和确定响应时效，实现标准的PROFINET通讯或故障安全型的 PROFIsafe通讯，可以更进一步实现音频、视频的数据通讯能力。
1 翻箱机的无线网络系统配置
1.1 翻箱机上无线网络的硬件配置
翻箱机网络系统的由无线交换机、控制系统PLC等组成，如图2所示。
翻箱机控制系统以西门子S7 315-2PN/DP为核心，所有信息接收、发送、处理均由PLC系统完成，同时配置通信模块CP343-1、无线交换机、ET200S分布式输入输出模块、气动输入输出单元等组件；无线交换机采用西门子工业无线网络交换机Scalance W。
CPU负责翻箱机外部I/O信息数据的采集、控制功能、信息处理等功能，CPU将信息同步传送给CP343-1和Scalance w工业无线以太网交换机。
1.2 翻箱机无线网络的配置
根据MAC地址，在系统中配置CP343-1、SCALANCE W、现场操作站的设备名、IP地址和网关。设备名、IP地址和网关，必须由网络管理员统一配置。一台翻箱机至少预留4个IP地址。当翻箱机设备运行时，系统信息经CPU处理后，同步发送给CP343-1、和通过SCALANCE交换机联接的SCALANCE W，将翻箱机实时的运行状态及信息等同步传送到相关的主控制系统。同时通过无线网络接收主控制系统发送的控制指令，通过翻箱机CP343-1通信模块传输到翻箱机CPU，CPU处理后将信息传输给ET200S现场分布式I/O和相关控制组件，从而实现了翻箱机远、本地程控制。
2 基于西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）的翻箱机控制功能
经过软件硬件配置，建立了稳定可靠、高速带宽的无线网络，实现了翻箱机与上一级线控系统的控制数据流通讯、与现场西门子WINCC现场监控系统的各种数据实时传输，完成实时数据归档、显示等功能；使得现场主控制站的各项生产、设备等运行数据能够快速、准确的传输到翻箱机设备，翻箱机接收到翻箱信号、物料批次、物料类型等信息后按照设定的要求进行接送物料，控制翻转动作，将物料翻入可供选择的喂料机中；同时翻箱机运行的各项参数也通过无线网络传输到现场主控制站，供现场操作人员监控设备的各项运行参数和状态；还可在现场操作监控系统对翻箱机进行手动操作，完成要求的生产操控功能。
结束语：西门子工业无线局域网络技术（IWLAN）在翻箱机类移动设备的集成，不仅避免了因为电缆线、护套管或拖链等腐蚀原因带来的安全隐患，减少了现场安装调试的工作量；而且弱化了安装位置、空间等对设备限制，实现翻箱机等移动设备与物流系统、生产流水线系统的无缝对接，使用翻箱机类移动设备在实际生产中更加安全可靠，有利于制丝生产向自动化和智能化的进一步发展。
参考文献
[1] 刘乃安.无线局域网（WLAN）——原理、技术与应用[M].现代通信理论与技术丛书，2004
[2] 刘勃翔.无线局域网络的建设探讨[J].天津科技，2010（1）.
[3] 谢泽奇.浅析WLAN的发展与应用[J].科技资讯，2010（26）.
[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.
[5] 张宇.浅谈无线局域网（WLAN）设置技术[J].电子技术与软件工程，2013（19）.endprint
