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、信號連鎖和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以達(dá)到對廠區(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、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（DATA-LINC）集團(tuán)公司生產(chǎn)的SRM6310E工業(yè)級無線電調(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4臺(tái)裝船機(jī)設(shè)備上PLC系統(tǒng)的通訊。
三、現(xiàn)場條件概況
1、現(xiàn)場無線鏈路勘察
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,無需申請頻點(diǎn)：SRM6310E工業(yè)級無線電以太網(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：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)對點(diǎn)，點(diǎn)對多點(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號鋼，帶有安裝凸緣。可選NEMA4
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 SYFY-50-22-52
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：
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