中控室遠程無線監(jiān)控斗輪機視頻及PLC控制信號
★ 特別聲明：文章及方案圖片皆為達泰電子原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請標明出處。
前言
斗輪機是我們在工廠無線技改中，遇到比較常見的技改設備。斗輪機與就地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。這次我們的無線設備同時也要肩負起視頻傳輸?shù)娜蝿?，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)和供應業(yè)為主的熱電企業(yè)。目前承擔1600多萬平方米的民生供熱任務，替代區(qū)域內(nèi)小機組及一批燃煤鍋爐，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苛要求，否則可能引發(fā)設備動作響應滯后甚至非計劃停機事故。特別是在長堆取作業(yè)模式下，復雜工況環(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；
◆ 其二，不規(guī)則煤堆形貌變化導致的信號多徑衰落；
◆ 其三，鄰近高壓電纜及變頻驅(qū)動設備產(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)頻譜分配機制，通過認知無線電技術(shù)實現(xiàn)控制指令頻段的專屬預留；
◆ 在數(shù)據(jù)鏈路層部署智能編碼壓縮算法，對視頻流進行時空域聯(lián)合降噪及關(guān)鍵幀優(yōu)先傳輸處理；
◆ 在應用層建立QoS保障策略，通過帶寬動態(tài)調(diào)配確?？刂浦噶畎膫鬏攦?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"的三重保障機制，破解了復雜電磁環(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。
通過達泰PLC無線通訊專家團隊商討后，決定采用DTD428MCVY工業(yè)級自組網(wǎng)無線通訊裝置來完成，分別安裝在斗輪機控制室和就地程控站。為確保斗輪機在復雜工況下的連續(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防護等級外殼，抵御粉塵侵蝕與機械振動影響，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：免除布線維護困擾，一天之內(nèi)就可以輕松的完成改造并達到通訊穩(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備運營費用。
5. 售后服務：具有20年工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗的無線通訊團隊，為產(chǎn)品提供技術(shù)支持與售后服務。
六、相關(guān)方案
達泰工業(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)域中累積應用案例多樣。以下列舉部分典型應用案例：
◆ 汽車裝配工廠立庫物料運送線PLC無線應用
◆ 砂芯庫桁架機器人遠程無線控制系統(tǒng)
◆ 斗輪機(堆取料機)無線聯(lián)鎖通訊系統(tǒng)
◆ 斗輪機與就地PLC之間無線通訊，300m
◆ 物料運送線PLC無線應用，100m
◆ 盾構(gòu)機西門子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
西安達泰電子有限責任公司創(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，達泰先后獲得多項zhuan li 認證，被評為gao xin ji shu qi ye ，常年與國內(nèi)top50高校進行產(chǎn)學研合作、水泥hang ye bai qiang 供應商，參與“一帶一路"倡議沿線國家建設項目，同時也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的PLC無線通訊團隊，為客戶提供多方位的技術(shù)保障?，F(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計和改造項目，投入使用的設備超100萬套。DTD1系、4系無線產(chǎn)品廣泛應用于水泥，冶煉，發(fā)電，煤炭，化工等復雜惡劣的工業(yè)場合，平均連續(xù)使用壽命超過5年以上。
