鋁卷退火爐自動(dòng)生產(chǎn)線中移動(dòng)設(shè)備通訊的解決方案

李國(guó)華

（中航工程集成設(shè)備有限公司，北京102206）

1 引言

隨著鋁加工企業(yè)用戶產(chǎn)能的提高，常有幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)退火爐組成退火生產(chǎn)線集中生產(chǎn)管理，過(guò)去的單體設(shè)備、單獨(dú)控制模式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)管理的需要，因此設(shè)計(jì)制定集中的生產(chǎn)線智能化自動(dòng)化控制方案，可以更快捷有效地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)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(gè)生產(chǎn)線上。

2 功能與要求

項(xiàng)目中包含9 臺(tái)退火爐和一臺(tái)三維復(fù)合移動(dòng)料車(chē)。9 臺(tái)退火爐控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，料車(chē)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(shí)現(xiàn)對(duì)退火生產(chǎn)線中移動(dòng)設(shè)備（三維復(fù)合料車(chē)）的電控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、信號(hào)連鎖和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以達(dá)到對(duì)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(hù)等級(jí)、提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。需要建立從移動(dòng)設(shè)備上的PLC 與各退火爐控制PLC 及中控室上位機(jī)之間的通訊鏈路。

3 方案與實(shí)施

3.1 方案設(shè)計(jì)

各退火爐及移動(dòng)料車(chē)作為單體設(shè)備，擁有自己獨(dú)立的PLC 控制系統(tǒng)，但生產(chǎn)線控制系統(tǒng)又需要移動(dòng)料車(chē)與各臺(tái)爐子之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[1]。由于存在移動(dòng)設(shè)備，因此常規(guī)的通過(guò)網(wǎng)線連接設(shè)備的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)。本方案采用無(wú)線通訊技術(shù)，選用西門(mén)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(qiáng)通訊信號(hào)可靠性，可以較好地滿足系統(tǒng)通訊要求。

方案中配置一臺(tái)SCALANCE W788 無(wú)線模塊作為接入點(diǎn)，它能夠通過(guò)有線連接交換機(jī)與整個(gè)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(diǎn)使用的一種特殊天線，可在復(fù)雜無(wú)線環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)覆蓋，沿著漏波電纜形成一個(gè)定向的錐形無(wú)線電場(chǎng)，結(jié)合此特性，漏波電纜適用于固定軌道的移動(dòng)料車(chē)的應(yīng)用。

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

整體通信方案框圖如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)方框圖

無(wú)線通信硬件配置如圖2所示。

圖2 無(wú)線硬件配置圖

3.2 具體實(shí)施

無(wú)線模塊W788 作為無(wú)線接入端（AP），安裝于9 臺(tái)退火爐中間位置，漏波電纜全行程敷設(shè)，使得無(wú)線信號(hào)可以覆蓋整個(gè)移動(dòng)料車(chē)的移動(dòng)范圍，通過(guò)工業(yè)網(wǎng)線將AP 端接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，與整個(gè)控制系統(tǒng)處于同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中；移動(dòng)料車(chē)上安裝無(wú)線模塊W748 作為無(wú)線客戶端（Client），跟隨料車(chē)一起在無(wú)線覆蓋范圍內(nèi)移動(dòng)。通過(guò)無(wú)線模塊W788、W748 相互配對(duì)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)料車(chē)PLC 控制系統(tǒng)與整個(gè)控制系統(tǒng)通訊傳輸。

4 測(cè)試與結(jié)論

該方案經(jīng)在項(xiàng)目中實(shí)施應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定、通訊可靠，無(wú)線覆蓋半徑70m，能夠很好地滿足自動(dòng)控制工藝要求。對(duì)于移動(dòng)設(shè)備長(zhǎng)距離、大范圍的移動(dòng)，可通過(guò)在該方案中增加無(wú)線接入端（AP）來(lái)擴(kuò)大無(wú)線覆蓋范圍。漏波電纜的安裝要求比較苛刻，必須保證開(kāi)孔面與母頭方向垂直，在對(duì)通訊要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合，漏波電纜也可以用全向天線來(lái)替代。該通訊方案可推廣應(yīng)用于智能天車(chē)、智能倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域。