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钢厂无人化通讯方案

2019-08-28  来自: 上海鋆锦信息科技有限公司 浏览次数:1071

一、行业背景

2016年12月7日,《智能制造“十三五”发展规划》正式发布,对我国制造业向智能化方向升级提出了明确要求。钢铁业作为国内典型的制造业之一,在实现智能制造方面任重而道远。作为一种全新的概念,我国钢铁企业既要趟出一条符合自身产业发展的特色之路,同时也要借鉴、吸收国外其他企业的方式方法,少走弯路,争取实现“弯道超车”。当然,从生产自动化转型至智能制造的道路绝非坦途,包括钢铁在内的各行各业,都处于探索阶段,可喜的是,中国的智能制造已然在路上,不可逆转。

在去产能的背景下,如何提高产品质量和生产效率,以尽可能低的成本提供更有竞争力的钢材,是当下钢铁企业所思考的转型方向,也是它们争相加入智能制造升级大军的原因。

无人化系统

图1 钢厂行吊作业图

与其他制造业相比,钢铁行业由于自动化程度较高,其发展智能制造的基础也更为坚实。数据显示,中国钢铁工业关键工艺流程数控化率超过65%,企业资源计划(ERP)装备率则在70%以上。 中国钢铁工业协会统计称,以信息化投入为例,国内钢铁行业每年为此投资50亿元左右,这些资金中,部分被用来采购传感器这样的监测设备,用于在钢材生产过程中把控产品质量。即使在产能过剩导致行业利润大幅缩水的近数年,钢铁企业们依然在此方面维持着高投入。

毫无疑问,推进智能制造不单是企业自己的事情,而是需要整合各方面资源。工信部原材料工业司相关人士指出,推进智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,需要探索、试错,难以一蹴而就,更不能急于求成,必须坚持不懈,系统推进。需要重  点做好以下工作: 一是做好顶层设计,统筹发展规划。二是加大政策扶持,引导企业创新。今后工信部将继续扩大试点示范项目范围,充分发挥专项行动的示范带动作用。同时,利用工业转型升级资金、专项建设基金等财政资金,支持重  点企业关键环节、生产线、车间、工厂的智能化改造,培育一批系统解决方案供应商。三是做好基础建设,培育创新人才。四是鼓励合作,实现优势互补。在智能制造标准制定、试点示范宣传推广等方面广泛开展交流合作,不断拓展合作领域。


二、需求分析

钢厂行车无人化应用概述

钢厂行车无人化系统项目,主要是通过实施炼钢厂内铁包和钢包一体化管理系统,实现铁包和钢包的位置实时跟踪,并以铁包和钢包为载体,整合炼钢厂内物流数据,提高生产组织和精细化管理水平,达到行车安全稳定运行,自动调整区域限位,中途无人工干预。具有自动巡航、整车集控、远程监控、天地互通、视频联动、自动纠偏、安全路径等功能,实现“无人操作、有人监控”的目标。

无人化系统

图2 钢厂行吊吊装图

钢厂无人化的应用特点

由于天车在厂区内实时移动,运行范围较广,考虑到车载电脑与调度室之间使用有线通讯在距离计算和施工上难度较大,上海鋆锦为本套系统提供了无线网络的布置方案。

为了准确跟踪铁包钢包位置,便于实时管理和调度,所以在天车上安装调度用的车载电脑、读卡器,并沿途安装RFID标签。当钢包在厂区内调运时能准确定位当前位置,并管理行驶路线,提高生产效率。


三、鋆锦方案

上海鋆锦专注于工业设备、无线通讯设备以及各种工控传感器的产品制造商。经过数年的时间,通过全便利的技术整合优势,为客户提供强大技术支持,凭借完  美的产品质量和体系,发展至今。为各行业客户均提供了、可靠地自动化解决方案。

1.  无线漫游技术解决方案

上海鋆锦推荐的无线漫游技术,与传统瘦AP架构、后台控制器实现漫游不同,以客户端发起、计算和实现漫游,在同一品牌下实现100ms快速切换,zui大程度上保证数据的完整和实时性。

具体的漫游过程为:当AP的信号降低时,首先根据设定的信号强度或信噪比决定扫描候选AP的时机,完成身份验证,再通过AP之间的差值判断是否切换。除科洛理思外,MOXA、西门子、赫斯曼也都有类似的机制。

如Korenix的Surper Roaming功能来说,其需要设置的关键参数有:

Client开始扫描候选AP的阈值(根据信噪比SNR或者当前接入AP的信号强度判断);

1)切换AP的阈值(当新扫描到的可用AP信号大于设定值时切换至新AP);

2)支持漫游AP的信道(Client只会在设定信道中选择切换的AP,zui多支持选择3个信道,

3)选择过多的信道也会增加漫游时的判断时间);

无人化系统

图3 无线漫游架构

技术特点:

1)广泛的Wi-Fi覆盖

2)无线漫游的高可靠性

3)车内设备要求体积相对精简

2.    EOE冗余无线网络的解决方案

为了保证行车的稳定运行,减轻环境干扰对于视频数据通讯的影响,以及防止行车移动过程中,在无线基站间切换导致的数据中断,上海鋆锦提供了EOE冗余无线网络的解决方案。

无人化系统

图4 EOE冗余无线网络架构

EOE冗余无线网络架构说明:

EOE冗余无线网络使用两套独立的无线网络系统,AP1-无线Client 1和AP2-无线Client 2。当行吊向调度服务器发送数据时,安装在行吊上的EOE Client会将数据重新打包并复制成两份,分别通过无线Client 1和无线Client 2向对应AP发送。AP1和AP2将收到的冗余数据先汇聚至EOE Sever,经过EOE Sever整合为一份后发送给调度服务器。

由于两份冗余数据同时在无线中传输,所以任意一路无线中断都不会影响通讯,EOE网络架构适合在范围较广,通讯稳定和实时性要求极高的应用场景,能满足行车数据传输和远程控制系统的通讯需求

无人化系统

图5 鋆锦EOE冗余无线网络系统方案架构

上海鋆锦EOE冗余无线网络系统方案架构如上图所示,在行车范围内布置AP做全  面覆盖。AP分可通过SSID或频段隔离,便于行车的两台客户端作区分。如图所示,当行车向右移动时,左侧客户端会先做漫游切换,右侧客户端依然保持连接;继续向右移动,右侧客户端做漫游切换时,左侧客户端保持连接。以此保证数据不受无线设备漫游影响。

方案特点:

1)冗余数据传输,抗干扰、低延时

2)冗余客户端同时工作并非主备,不存在主备切换时间

3) 数据通讯不受漫游影响

 

解决方案                        动态资讯                     关于鋆锦                    技术支持热线:

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