铝卷退火炉自动生产线中移动设备通讯的解决方案

李国华

【摘 要】论文主要讨论了全自动退火炉生产线中大型移动设备与其他生产设备及上位机之间无线通讯的解决方案。无线通讯系统主要采用西门子W700系列。上位机和底层控制器PLC数据可靠连接，大大提高了工业炉控制系统的可靠性、人机交互的友好性、可操作性、后期设备维护的方便性。

【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.

【关键词】退火炉生产线;无线通讯;解决方案

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

【中图分类号】TN929.5                                             【文献标志码】A                                            【文章编号】1673-1069（2019）06-0149-02

1 引言

随着铝加工企业用户产能的提高，常有几台甚至几十台退火炉组成退火生产线集中生产管理，过去的单体设备、单独控制模式已经不能满足生产管理的需要，因此设计制定集中的生产线智能化自动化控制方案，可以更快捷有效地对生产过程进行管理，不同生产环节、不同设备之间的信息交换、数据通讯交互在整个生产线上。

2 功能与要求

项目中包含9台退火炉和一台三维复合移动料车。9台退火炉控制系统相互独立，料车分别和各炉子建立通讯连接并传输控制命令及状态信息。

为实现对退火生产线中移动设备（三维复合料车）的电控系统进行远程数据采集、信号连锁和实时监控，以达到对生产线内生产设备的统一管理、提高企业生产安全防护等级、提高企业生产效率的目的。需要建立从移动设备上的PLC与各退火炉控制PLC及中控室上位机之间的通讯链路。

3 方案与实施

3.1 方案设计

各退火炉及移动料车作为单体设备，拥有自己独立的PLC控制系统，但生产线控制系统又需要移动料车与各台炉子之间进行数据交换[1]。由于存在移动设备，因此常规的通过网线连接设备的方法无法实现。本方案采用无线通讯技术，选用西门子W700系列产品为通讯核心设备，并敷设漏波电缆增强通讯信号可靠性，可以较好地满足系统通讯要求。

方案中配置一台SCALANCE W788无线模块作为接入点，它能够通过有线连接交换机与整个控制系统形成统一的以太网网络;漏波电缆是配合接入点使用的一种特殊天线，可在复杂无线环境下进行信号覆盖，沿着漏波电缆形成一个定向的锥形无线电场，结合此特性，漏波电缆适用于固定轨道的移动料车的应用。

另外配置一台SCALANCE W748无线模块作为客户端，该模塊可用于在无线网络中集成料车的PLC有线以太网设备。

整体通信方案框图如图1所示。

无线通信硬件配置如图2所示。

3.2 具体实施

无线模块W788作为无线接入端（AP），安装于9台退火炉中间位置，漏波电缆全行程敷设，使得无线信号可以覆盖整个移动料车的移动范围，通过工业网线将AP端接入网络交换机，与整个控制系统处于同一网络环路中;移动料车上安装无线模块W748作为无线客户端（Client），跟随料车一起在无线覆盖范围内移动。通过无线模块W788、W748相互配对，实现移动料车PLC控制系统与整个控制系统通讯传输。

4 测试与结论

该方案经在项目中实施应用，运行稳定、通讯可靠，无线覆盖半径70m，能够很好地满足自动控制工艺要求。对于移动设备长距离、大范围的移动，可通过在该方案中增加无线接入端（AP）来扩大无线覆盖范围。漏波电缆的安装要求比较苛刻，必须保证开孔面与母头方向垂直，在对通讯要求不高的应用场合，漏波电缆也可以用全向天线来替代。该通讯方案可推广应用于智能天车、智能仓储等领域。

【参考文献】

【1】崔坚.西门子工业网络通信指南[M].北京：机械工业出版社，2005.