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

（中航工程集成设备有限公司，北京102206）

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，该模块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。

图1 网络方框图

无线通信硬件配置如图2所示。

图2 无线硬件配置图

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。