無線通訊解決方案
秦皇島第七港務(wù)分公司無線通訊系統(tǒng)技改方案
一、概述
為實(shí)現(xiàn)對(duì)秦皇島第七港務(wù)分公司轄區(qū)內(nèi)堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)等大型移動(dòng)設(shè)備的電控系統(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)廠區(qū)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。需要建立從堆料機(jī)等大型移動(dòng)設(shè)備上的PLC與中控室上位機(jī)之間的通訊鏈路。本方案采取擴(kuò)頻無線電鏈路作為數(shù)據(jù)通訊媒體,具體選用美國(guó)(DATA-LINC)集團(tuán)公司生產(chǎn)的SRM6310E工業(yè)級(jí)無線電調(diào)制解調(diào)器組成通訊鏈路,可以較好的滿足系統(tǒng)通訊要求。
二、功能要求
建立該無線通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要目的是對(duì)轄區(qū)內(nèi)堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)等大型移動(dòng)設(shè)備的電控系統(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,因此要求該通訊網(wǎng)絡(luò)必須具有數(shù)據(jù)傳輸鏈路穩(wěn)定、可長(zhǎng)時(shí)間工作與數(shù)據(jù)傳輸精確度高的特點(diǎn)。具體要求如下:
1、實(shí)現(xiàn)中控室上位機(jī)和煤場(chǎng)4臺(tái)堆料機(jī)設(shè)備上PLC系統(tǒng)的通訊。
2、實(shí)現(xiàn)中控室上位機(jī)和煤場(chǎng)3臺(tái)取料機(jī)設(shè)備上PLC系統(tǒng)的通訊。
3、實(shí)現(xiàn)中控室上位機(jī)和煤場(chǎng)4臺(tái)裝船機(jī)設(shè)備上PLC系統(tǒng)的通訊。
三、現(xiàn)場(chǎng)條件概況
1、現(xiàn)場(chǎng)無線鏈路勘察
3臺(tái)裝船機(jī)與七公司中控室為可視;1臺(tái)裝船機(jī)(4#)、4臺(tái)堆料機(jī)及3臺(tái)取料機(jī)與七公司中控室為不可視;中控室距離最遠(yuǎn)的移動(dòng)機(jī)械設(shè)備約3公里。
2、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置情況
堆料機(jī):每臺(tái)機(jī)上配置有PLC系統(tǒng), 提供以太網(wǎng)接口;
取料機(jī):每臺(tái)機(jī)上配置有PLC系統(tǒng), 提供以太網(wǎng)接口;
堆取料機(jī):每臺(tái)機(jī)上配置有PLC系統(tǒng), 提供以太網(wǎng)接口;
上位機(jī):配有上位機(jī)服務(wù)器,并與以太網(wǎng)接口交換機(jī)相連。
四、無線電數(shù)據(jù)通訊鏈路的組成:
1、無線電通訊鏈路示意圖如圖1-1所示:
圖1-1
主站1對(duì)應(yīng)4臺(tái)堆料機(jī)從站,該通訊網(wǎng)絡(luò)含1臺(tái)中繼設(shè)備。
主站2對(duì)應(yīng)3臺(tái)取料機(jī)從站與1臺(tái)裝船機(jī)從站(4#),該通訊網(wǎng)絡(luò)含1臺(tái)中繼設(shè)備。
主站3對(duì)應(yīng)3臺(tái)裝船機(jī)從站(1#、2#、3#),該通訊網(wǎng)絡(luò)不含中繼設(shè)備。
2、無線通訊鏈路設(shè)備選型及有關(guān)說明:
無線電調(diào)制解調(diào)器:選用美國(guó)數(shù)據(jù)通訊集團(tuán)(DATA-LINE GROUP)生產(chǎn)的以太網(wǎng)接口通訊無線電調(diào)制解調(diào)器:SRM6310E無線調(diào)制解調(diào)器
本系統(tǒng)方案選用美國(guó)DATA-LINC GROUP公司制造的2.4GHz “智能頻譜技術(shù)” 跳頻擴(kuò)頻技術(shù)通訊設(shè)備,無需申請(qǐng)頻點(diǎn):SRM6310E工業(yè)級(jí)無線電以太網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器。這是一種全雙工的以太網(wǎng)通訊設(shè)備,主要用于帶有RJ45 10BaseT 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口的上位機(jī)、各種品牌的PLC/RTU以及數(shù)據(jù)終端設(shè)備相互之間的無線電通訊。
該產(chǎn)品的性能和技術(shù)指標(biāo)如下:
工作頻率:2.4GHz-2.483GHz(“智能頻譜”技術(shù))
發(fā)送器輸出功率:500mW(最大)
調(diào)制方式:擴(kuò)頻,GFSK(預(yù)調(diào)制高斯濾波頻移鍵控 )
射頻數(shù)據(jù)速率:188Kbps
擴(kuò)頻方式:“智能頻譜”技術(shù)頻率跳變(跳頻)
跳頻圖案:15種(使用者可選擇其中之一)
工作帶寬:230KHz/每跳
接收器靈敏度:-110 dBm @ 10-4BER (誤碼率); -108 dBm @ 10-6BER (誤碼率)
選擇性:40dB @ fc±230KHz; 60dB fc±46KHz
系統(tǒng)增益:135dB
射頻數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤檢測(cè):帶有數(shù)據(jù)包重發(fā)的32位循環(huán)冗余校驗(yàn)/糾錯(cuò)(CRC).
數(shù)據(jù)加密替代:動(dòng)態(tài)鍵(即,在無線鏈路上,發(fā)送端將來自信源的信息打碎后,用特殊的編碼方式重新打包,接收端用相同的編碼方式拆包;被打包的大小根據(jù)內(nèi)部緩沖器里信息量的多少而動(dòng)態(tài)調(diào)整,優(yōu)化。)
天線:鞭狀天線。
工作模式:點(diǎn)對(duì)點(diǎn),點(diǎn)對(duì)多點(diǎn),中繼器, 子站和中繼器同時(shí)模式,等等。
通信距離:25公里以上。使用中繼站可延伸通信距離。
接口:RJ 45 10BaseT
電源 電源電壓:10.5-24VDC;12VDC墻掛式
變壓器,可選24VDC
工作電流發(fā)射狀態(tài):800mA 12VDC/500mW
接收狀態(tài):100mA 12VDC
待機(jī)狀態(tài): 65mA 12VDC
工作環(huán)境溫度:-40℃-+75℃;
濕度:0-95% 非冷凝
機(jī)殼標(biāo)準(zhǔn):NEMA1;18號(hào)鋼,帶有安裝凸緣??蛇xNEMA4
重量: 2磅(0.91公斤)。
本系統(tǒng)方案擬選用全向天線。全向天線是一種水平面輻射方向圖為全方向的通信天線。采用 “同軸線型交叉全向天線”技術(shù),經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,具有增益高、駐波特性好、不帶地網(wǎng)、抗干擾性能強(qiáng)的特點(diǎn);天線陣用玻璃鋼管封裝,有良好的抗風(fēng)、防潮、防鹽霧腐蝕性能,可靠性高,是一種理想的擴(kuò)頻通訊天線。
3、射頻電纜
本系統(tǒng)方案擬選用射頻電纜(俗稱7/8”發(fā)泡電纜)
射頻電纜技術(shù)指標(biāo):
電纜類型 泡沫聚乙烯介質(zhì)皺紋導(dǎo)體同軸射頻電纜
電纜型號(hào) SYFY-50-22-52<br/>
內(nèi)導(dǎo)體外徑(mm) 9.4
總外徑(mm) 29
最小彎曲半徑(mm) 250
特性阻抗(Ω) 50±1.5
最高使用頻率(MHz) 5000
傳輸速比 (%) 88
30 MHz 衰減常數(shù)(dB/km) 7.8
200 MHz 衰減常數(shù)(dB/km) 21.1
1000 MHz 衰減常數(shù)(dB/km) 52
3000 MHz 衰減常數(shù)(dB/km) 101
電纜重量(kg) 0.67
4、機(jī)械和電子防護(hù)
在主控中心工作的無線電通訊設(shè)備將會(huì)被安裝在本地站點(diǎn)建筑物中特定的機(jī)柜內(nèi),移動(dòng)機(jī)械設(shè)備從站的無線Modem亦安裝在機(jī)柜內(nèi)或特制的金屬箱內(nèi)。機(jī)柜中將安裝相關(guān)的供電裝置、接地保護(hù)裝置,機(jī)柜與外部設(shè)備的接口裝置。要求接地電阻 ≦ 4歐姆 。
5、雷擊和浪涌保護(hù)
對(duì)主控中心、從站的無線電通訊設(shè)備采取雷擊和浪涌保護(hù)措施,防止雷擊或浪涌損壞站內(nèi)設(shè)備。
五、無線鏈路建立后可實(shí)現(xiàn)的功能:
1、 中控室操作人員通過上位機(jī)人—機(jī)界面實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)控煤場(chǎng)的共計(jì)10臺(tái)移動(dòng)機(jī)械設(shè)備上的工況諸參數(shù)(如:行走距離、聯(lián)鎖聯(lián)消等等)。
2、 中控室的操作人員通過上位機(jī)人—機(jī)界面料場(chǎng)上的相關(guān)移動(dòng)設(shè)備發(fā)出各種控制命令(例如強(qiáng)制執(zhí)行命令)。
六、系統(tǒng)效果:
1、避免了使用滑線電纜所引起的高投入,易損壞,維修工作大且可靠性差等弊病。
2、使之?dāng)?shù)據(jù)采集面和控制范圍復(fù)蓋了整個(gè)綜合料場(chǎng)所有的移動(dòng)機(jī)械設(shè)備,有利于提高生產(chǎn)效率。
附1:無線通訊配置連接示意圖: