论文部分内容阅读
[摘 要]龙门转运系统因其系统结构及各设备自身特点，采取硬接线的通讯方法将十分繁琐，而采用无线以太网技术可以使各设备的接入摆脱线缆的束缚。本文主要介绍了无线网络的结构、原理，以及一些针对通讯干扰的防护及处理措施。
[关键词]无线以太网 龙门转运 联动 通讯
中图分类号：TP421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0241 -01
[Abstract]As gantry transportation system’s structure and components’ characteristics， adopting the hardwire communication method will be complicated，while the wireless Ethernet technology can make each subsystem’s access gets rid of the bondage of the cable，achieving convenient wireless access.This paper introduces the structure，principle of wireless network，also introduces some preventive and treatment measures for communication jamming.
[Key words]WLAN gantry transportation system synchron communication
前言
龙门转运系统是在铝电解车间使用的一套重要的辅助生产设备。其主要用于执行转运待修电解多功能机组或电解槽到大修车间。龙门转运系统由两台独立龙门车及提升梁系统组成。两台龙门车用于运输多功能机组，运行于车间通廊铺设的地轨上。在龙门车上各有一条天车运行轨道，工作时两龙门车分列两端，电解天车可以驶上龙门车，两车同步工作完成运输任务。提升梁即是一段位于通廊处的可升降的厂房轨道，平时可让电解机组通行，转运作业时升入厂房顶部为龙门车让行。
一、通讯系统组成与原理
1.无线以太网：
在当今工业控制领域已经广泛使用了各式各样的无线技术，如：无线以太网WLAN、蓝牙、红外线、GSM、GPRS、HomeRF等，而WLAN广泛用于控制层与监控层之间的高速、可靠通讯，本系统即使用了无线以太网技术。
无线以太网技术起源于1971 年，由IEEE802.11 协议族规范，工作频段为2.4GHz 与5.8GHz 两个开放频段。无线以太网具备协议标准化好、小型灵活、低成本、抗干扰性强、高带宽的优势。采用无线以太网技术的自动化接入适配设备，可以使各子系统或设备的接入从线缆的束缚中走出来，实现便捷的无线接入。特别是移动的设备和难以用有线方式连接的远程安装点，所以十分适合应用于龙门转运系统。
2.工作原理
无线电台A通过无线以太网采集电台B、C的相关信息，和它相连的主控龙门车的PLC对所采集的数据进行处理，然后把经过处理的信息通过无线以太网发射给电台B、C。从站的PLC对数据进行处理，传送给相应的执行机构（如电机等）；同时，其PLC也会对执行机构上相关传感器的信号进行采集，并以数据包的形式通过电台B或C无线发送给电台A。电台A把接收到的相关信息，传送给主控PLC，使每台设备执行相关的工艺动作。
二、系统调试与通讯抗干扰措施
系统通讯搭建成功后，还需要考量现场干扰对无线以太网的不良影响，如复杂的现场环境、高强度的电磁干扰等。
1.天线的合理选择与布局。
1.1由于我们的设备都是可移动的，为了达到在各个方位上信号或电磁波的良好收发，最好选用全向天线。全向天线的水平波束角为360°，垂直波束角可达80°。
1.2 天線的空间位置需要合理安排，墙壁、屋顶和其它建筑结构可以衰减和阻止射频信号。所以要特别注意，安装时尽量避开大面积的遮挡物，确保良好的射频覆盖率。
2.合适的无线网络传输速率
如果信号传输过程中丢包现象严重，可以适当降低以太网的传输速率，以获得较好的稳定性。一般来说，传输速率越高覆盖率越小。
另外，有线和无线数据传输在性能上有很大区别。这是因为使用射频传输数据需要带宽开销，而使用物理媒介则不需要这项开销，所以，应适当选择无线传输速率，并降低PLC与电台的有线传输带宽以使之与无线传输相匹配。
三、系统特点
系统中采用的无线以太网通讯具有以下特点：
1.系统工作于免费频段，不需要申请频点资源；
2.可忍受恶劣环境、高电磁干扰、射频干扰或高温环境；
3.使用IEEE802.11a及IEEE802.11i协议，输出功率远高于商用IEEE 802.11b产品，可达54Mbps。接收灵敏度高，通讯距离远；
4.可组建点对点、点对多点和对等网络的方式通信。可利用专用软件、网页（HTML）等多种方式配置和诊断。
四、结语
无线以太网的应用克服了电解车间恶劣的工作环境，在很大程度上提高了控制系统的灵活性，数据交换无限量，使控制信号增加不再受限。电气安装相对简单，控制电缆、信号电缆大量减少，使得整个系统维护相对简单，进而产生良好的经济效益。
参考文献
[1] 王燊，王廷尧.无线以太网的标准介绍.电信工程技术与标准化，2004.
[2] Tim Cutler.无线以太网及其使用.国内外机电一体化技术，2001.
[关键词]无线以太网 龙门转运 联动 通讯
中图分类号：TP421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0241 -01
[Abstract]As gantry transportation system’s structure and components’ characteristics， adopting the hardwire communication method will be complicated，while the wireless Ethernet technology can make each subsystem’s access gets rid of the bondage of the cable，achieving convenient wireless access.This paper introduces the structure，principle of wireless network，also introduces some preventive and treatment measures for communication jamming.
[Key words]WLAN gantry transportation system synchron communication
前言
龙门转运系统是在铝电解车间使用的一套重要的辅助生产设备。其主要用于执行转运待修电解多功能机组或电解槽到大修车间。龙门转运系统由两台独立龙门车及提升梁系统组成。两台龙门车用于运输多功能机组，运行于车间通廊铺设的地轨上。在龙门车上各有一条天车运行轨道，工作时两龙门车分列两端，电解天车可以驶上龙门车，两车同步工作完成运输任务。提升梁即是一段位于通廊处的可升降的厂房轨道，平时可让电解机组通行，转运作业时升入厂房顶部为龙门车让行。
一、通讯系统组成与原理
1.无线以太网：
在当今工业控制领域已经广泛使用了各式各样的无线技术，如：无线以太网WLAN、蓝牙、红外线、GSM、GPRS、HomeRF等，而WLAN广泛用于控制层与监控层之间的高速、可靠通讯，本系统即使用了无线以太网技术。
无线以太网技术起源于1971 年，由IEEE802.11 协议族规范，工作频段为2.4GHz 与5.8GHz 两个开放频段。无线以太网具备协议标准化好、小型灵活、低成本、抗干扰性强、高带宽的优势。采用无线以太网技术的自动化接入适配设备，可以使各子系统或设备的接入从线缆的束缚中走出来，实现便捷的无线接入。特别是移动的设备和难以用有线方式连接的远程安装点，所以十分适合应用于龙门转运系统。
2.工作原理
无线电台A通过无线以太网采集电台B、C的相关信息，和它相连的主控龙门车的PLC对所采集的数据进行处理，然后把经过处理的信息通过无线以太网发射给电台B、C。从站的PLC对数据进行处理，传送给相应的执行机构（如电机等）；同时，其PLC也会对执行机构上相关传感器的信号进行采集，并以数据包的形式通过电台B或C无线发送给电台A。电台A把接收到的相关信息，传送给主控PLC，使每台设备执行相关的工艺动作。
二、系统调试与通讯抗干扰措施
系统通讯搭建成功后，还需要考量现场干扰对无线以太网的不良影响，如复杂的现场环境、高强度的电磁干扰等。
1.天线的合理选择与布局。
1.1由于我们的设备都是可移动的，为了达到在各个方位上信号或电磁波的良好收发，最好选用全向天线。全向天线的水平波束角为360°，垂直波束角可达80°。
1.2 天線的空间位置需要合理安排，墙壁、屋顶和其它建筑结构可以衰减和阻止射频信号。所以要特别注意，安装时尽量避开大面积的遮挡物，确保良好的射频覆盖率。
2.合适的无线网络传输速率
如果信号传输过程中丢包现象严重，可以适当降低以太网的传输速率，以获得较好的稳定性。一般来说，传输速率越高覆盖率越小。
另外，有线和无线数据传输在性能上有很大区别。这是因为使用射频传输数据需要带宽开销，而使用物理媒介则不需要这项开销，所以，应适当选择无线传输速率，并降低PLC与电台的有线传输带宽以使之与无线传输相匹配。
三、系统特点
系统中采用的无线以太网通讯具有以下特点：
1.系统工作于免费频段，不需要申请频点资源；
2.可忍受恶劣环境、高电磁干扰、射频干扰或高温环境；
3.使用IEEE802.11a及IEEE802.11i协议，输出功率远高于商用IEEE 802.11b产品，可达54Mbps。接收灵敏度高，通讯距离远；
4.可组建点对点、点对多点和对等网络的方式通信。可利用专用软件、网页（HTML）等多种方式配置和诊断。
四、结语
无线以太网的应用克服了电解车间恶劣的工作环境，在很大程度上提高了控制系统的灵活性，数据交换无限量，使控制信号增加不再受限。电气安装相对简单，控制电缆、信号电缆大量减少，使得整个系统维护相对简单，进而产生良好的经济效益。
参考文献
[1] 王燊，王廷尧.无线以太网的标准介绍.电信工程技术与标准化，2004.
[2] Tim Cutler.无线以太网及其使用.国内外机电一体化技术，2001.