中控室遠(yuǎn)程無線監(jiān)控斗輪機(jī)視頻及PLC控制信號
★ 特別聲明：文章及方案圖片皆為達(dá)泰電子原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處。
前言
斗輪機(jī)是我們在工廠無線技改中，遇到比較常見的技改設(shè)備。斗輪機(jī)與就地PLC之間的程控信號由有線變?yōu)闊o線后，大大節(jié)約了工廠的能源成本，和線纜損耗成本。這次我們的無線設(shè)備同時也要肩負(fù)起視頻傳輸?shù)娜蝿?wù)，讓工業(yè)無線的覆蓋更為廣泛。
一、項目背景
本次客戶是河北的一家從事電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)為主的熱電企業(yè)。目前承擔(dān)1600多萬平方米的民生供熱任務(wù)，替代區(qū)域內(nèi)小機(jī)組及一批燃煤鍋爐，成功解決幾個區(qū)域范圍的供熱問題，每年向港城輸送熱量超過500萬吉焦。
二、產(chǎn)品介紹
DTD428MCVY達(dá)泰工業(yè)級自組網(wǎng)無線通訊裝置，采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu)，空中傳輸速率高達(dá)1000Mbps，兼容西門子S7協(xié)議、Profinet協(xié)議、Modbus TCP/IP、ModbusRTU等主流通訊協(xié)議，同時也支持與攝像頭對接，實現(xiàn)視頻信號的無線傳輸。
在采用 OFDM 調(diào)制及 MIMO 技術(shù)下，使無線可靠傳輸距離達(dá)到1KM范圍內(nèi)均可使用。即插即用，無運行費用。在程控信號與多路視頻同時傳輸下，實現(xiàn)控制指令與視頻監(jiān)控協(xié)同傳輸，采用QoS（服務(wù)質(zhì)量）策略，優(yōu)先保障控制信號的穩(wěn)定可靠傳輸。
■ 主 要 特 征:
◆ 可以直接代替有線以太網(wǎng)線，實現(xiàn)無線組網(wǎng)；
◆ 支持西門子S7協(xié)議、PROFINET協(xié)議、MODBUS TCP/IP協(xié)議等；
◆ 全數(shù)字無線加密傳輸方式，不插卡無運行費用；
◆ 無需更改程序，即插即用，自適應(yīng)接口協(xié)議；
◆ 二十年工業(yè)現(xiàn)場運行經(jīng)驗：可確保無線產(chǎn)品工作于各種惡劣環(huán)境下的工業(yè)場合長期運行。
聲明：報價為無線傳輸距離10米的產(chǎn)品價格，不含其他配件及稅運。每款產(chǎn)品功能距離不同，價格不同，咨詢產(chǎn)品請聯(lián)系我司產(chǎn)品經(jīng)理。
三、項目難點
斗輪機(jī)作為連續(xù)作業(yè)的大型移動式散料處理裝備，其無線通信系統(tǒng)面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)。在動態(tài)作業(yè)場景中，車載控制單元與地面程控系統(tǒng)間的信號傳輸需滿足超低時延的嚴(yán)苛要求，否則可能引發(fā)設(shè)備動作響應(yīng)滯后甚至非計劃停機(jī)事故。特別是在長堆取作業(yè)模式下，復(fù)雜工況環(huán)境構(gòu)成三重技術(shù)瓶頸：
◆ 其一，大型鋼結(jié)構(gòu)框架與多級輸送廊道形成的法拉第籠效應(yīng)；
◆ 其二，不規(guī)則煤堆形貌變化導(dǎo)致的信號多徑衰落；
◆ 其三，鄰近高壓電纜及變頻驅(qū)動設(shè)備產(chǎn)生的強電磁耦合干擾。
針對視頻監(jiān)控流與工業(yè)控制指令的復(fù)合傳輸場景，需構(gòu)建分層優(yōu)化體系：
◆ 在物理層采用動態(tài)頻譜分配機(jī)制，通過認(rèn)知無線電技術(shù)實現(xiàn)控制指令頻段的專屬預(yù)留；
◆ 在數(shù)據(jù)鏈路層部署智能編碼壓縮算法，對視頻流進(jìn)行時空域聯(lián)合降噪及關(guān)鍵幀優(yōu)先傳輸處理；
◆ 在應(yīng)用層建立QoS保障策略，通過帶寬動態(tài)調(diào)配確保控制指令包的傳輸優(yōu)先級。
這種多維優(yōu)化架構(gòu)形成了" 頻譜隔離+智能壓縮+優(yōu)先調(diào)度"的三重保障機(jī)制，破解了復(fù)雜電磁環(huán)境下控制信號可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)難題。
四、無線解決方案
在用戶現(xiàn)場中，斗輪機(jī)上共裝有10個攝像頭，程控部分是以西門子S7-1500 PLC作為核心控制單元。目前中控室與斗輪機(jī)的就地程控站是通過光纖傳輸?shù)模瑹o線需要解決斗輪機(jī)控制室與就地程控站之間的圖像及控制信號無線傳輸問題，距離300米左右。
通過達(dá)泰PLC無線通訊專家團(tuán)隊商討后，決定采用DTD428MCVY工業(yè)級自組網(wǎng)無線通訊裝置來完成，分別安裝在斗輪機(jī)控制室和就地程控站。為確保斗輪機(jī)在復(fù)雜工況下的連續(xù)可靠運行，該無線通信系統(tǒng)采用多維優(yōu)化設(shè)計方案：在物理層部署全向天線陣列，通過垂直/水平輻射單元實現(xiàn)360°無盲區(qū)信號覆蓋，配合IP65防護(hù)等級外殼，抵御粉塵侵蝕與機(jī)械振動影響，實測動態(tài)覆蓋半徑突破800米。針對工業(yè)控制指令與多路高清視頻的并發(fā)傳輸需求，通信協(xié)議棧嵌入智能QoS引擎，構(gòu)建三級優(yōu)先級保障機(jī)制，優(yōu)先保障控制信號的穩(wěn)定可靠傳輸。
無線通訊方案示意圖 ▼
現(xiàn)場應(yīng)用展示 ▼
五、無線方案的好處
1. 節(jié)省改造周期，無需大型施工：免除布線維護(hù)困擾，一天之內(nèi)就可以輕松的完成改造并達(dá)到通訊穩(wěn)定性要求。
2. 安裝簡單，無需編程：無線通訊終端只需要接入信號并供給電源即可開始使用。普通電工就可以完成安裝。
3. 數(shù)據(jù)傳輸可靠，全數(shù)字無線加密傳輸：通訊協(xié)議進(jìn)行了再次加密處理。
4. 無運行費用，無需插卡：后期在使用過程中，不需要支付任何無線設(shè)備運營費用。
5. 售后服務(wù)：具有20年工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗的無線通訊團(tuán)隊，為產(chǎn)品提供技術(shù)支持與售后服務(wù)。
六、相關(guān)方案
達(dá)泰工業(yè)級無線通訊終端在數(shù)百家工業(yè)企業(yè)中穩(wěn)定運行超過6年以上，在鋼鐵、焦化、新能源汽車、智慧運輸、智慧倉儲領(lǐng)域中累積應(yīng)用案例多樣。以下列舉部分典型應(yīng)用案例：
◆ 汽車裝配工廠立庫物料運送線PLC無線應(yīng)用
◆ 砂芯庫桁架機(jī)器人遠(yuǎn)程無線控制系統(tǒng)
◆ 斗輪機(jī)(堆取料機(jī))無線聯(lián)鎖通訊系統(tǒng)
◆ 斗輪機(jī)與就地PLC之間無線通訊，300m
◆ 物料運送線PLC無線應(yīng)用，100m
◆ 盾構(gòu)機(jī)西門子PLC之間PROFINET協(xié)議
◆ 生產(chǎn)線AGV與主控PLC之間，200m
◆ 焦化四大車無線聯(lián)鎖及視頻監(jiān)控傳輸，500m
◆ 5臺天車與地面PLC之間，300m
◆ 快遞分揀系統(tǒng)皮帶與就地plc控制，200m
◆ 機(jī)器人之間無線組網(wǎng)通訊，500m
◆ 6臺西門子PLC之間PN通訊，300m
◆ 智能立體車庫觸摸屏與PLC無線通訊，50m
◆ 西門子1500和霍尼韋爾DCS無線通訊，200m
◆ RGV小車自組網(wǎng)無線通訊，150m
◆ 倍福PLC與MCGS觸摸屏無線通訊，300m
◆ 堆取料機(jī)與就地plc無線組網(wǎng)及監(jiān)控數(shù)據(jù)無線傳輸，500m
七、公司介紹
西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司創(chuàng)立于2002年，是一家集工業(yè)無線產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的gao xin ji shu “智"造企業(yè)，產(chǎn)品具有“可靠、簡單、智能"的特點，能夠直接取代傳統(tǒng)線纜，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)信號的無線傳輸，近20年間，達(dá)泰先后獲得多項zhuan li 認(rèn)證，被評為gao xin ji shu qi ye ，常年與國內(nèi)top50高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作、水泥hang ye bai qiang 供應(yīng)商，參與“一帶一路"倡議沿線國家建設(shè)項目，同時也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的PLC無線通訊團(tuán)隊，為客戶提供多方位的技術(shù)保障。現(xiàn)已為國內(nèi)外超30000家工廠企業(yè)成功實現(xiàn)近15萬個無線采集測控方案設(shè)計和改造項目，投入使用的設(shè)備超100萬套。DTD1系、4系無線產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于水泥，冶煉，發(fā)電，煤炭，化工等復(fù)雜惡劣的工業(yè)場合，平均連續(xù)使用壽命超過5年以上。
