工业无线局域网在硅钢转炉的应用
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1.网络需求

  1.1 项目背景

  硅钢被称为钢铁工艺品,由于工艺复杂,至今国内仅武钢、宝钢、太钢、鞍钢4家企业有能力制造。武钢二硅钢总投资48.83亿元,投产23条生产线。除3条轧机主体设备引自国外,其他装置全部国产化,国产化率高达90%。此前,全球仅有5座取向硅钢高温退火环形炉,中国唯一一座设备正是由武钢拥有。二硅钢建成后,武钢再添2座退火炉及其生产成套技术设备,代表中国硅钢生产的最高水平。

  武钢二硅钢两座国产现代化环型退火炉作为武钢核心科研技术项目,以国产设备从装备工艺及控制技术两方面创新,从而使科技成果快速向现实生产力转化,产生巨大的经济效益。

  这两座环型炉于先后投入生产运行,生产出合格取向硅钢产品极大地满足了市场对高品质取向硅钢的需求,同时为武钢公司创造巨额利润提供了有力保证。

  作为武钢的核心技术项目,硅钢厂会同公司有关技术部门,打破国外技术封锁,加快对两座国产环型炉实施技术再创新步伐,全力适应设备国产化需求。

  在工艺创新上、设备创新上,控制系统创新上进行了攻关。该厂在吸收、消化原设备的基础上,结合武钢主持进行的科研项目自行摸索研究,通过积累丰富的现场经验及搜集大量的数据资料,成功掌握了包括集成燃烧、温度、保护气体控制技术等共20多项科研技术成果,使国产环型炉在投入使用方面更适合生产要求和形势,为武钢形成自己独立的核心技术奠定了坚实基础。

  据了解,目前该厂国产环型炉技术创新中已有6项获得国家专利,11项已申报国家级成果,为国产环形炉的应用和投入运行提供了技术支撑。

  1.2 需求简述

  如下图所示

  环形炉的灰色网格阴影背景区域为环形炉的转动部分,内圆为静止部分,内圆直径约62m。转动部分的VBUS系统需与静止部分的VBUS系统之间建立冗余以太网连接(如图所示,两侧VBUS系统各有两个以太网接口,VBUS内部可在建立的两条无线以太网链路之间进行备份切换)。由于转动部分旋转运动,因此无法通过有线方式建立连接,遂决定采用无线局域网通讯。

2.西门子网络方案:

  2.1 方案简述

  经过现场勘查之后,决定采取基于漏波天线的无线局域网方式建立VBUS之间的冗余无线局域网连接,如下图示:

  以图中右边四台W786-1PRO中的上面的两台为例,这两台W786-1PRO各牵引一段漏波天线,两段一起布满整个内圆的边缘区域;使得内圆的边缘区域也就是环形炉转动部分和静止部分的交界区域被漏波天线辐射出的无线信号完美覆盖;而转动部分的无线设备所牵引的客户端天线正好绕着漏波天线旋转,因此可以形成无遮拦无干扰稳定的无线连接。

  2.2实际效果

  可以看出,在环炉运转过程中,信号质量非常良好。全程最差的信号质量发生在转动过程中,客户端天线对着漏缆的末端即将漫游的时点,此最差信号质量也达到了-73dbm,远远大于设备-90dbm的灵敏度。

  同样,在客户端侧的PC机上去PING客户端,AP,以及对端VBUS系统状况也非常良好。

  2.3 漏波电缆(漏波天线)通讯模式说明

  漏波电缆是一种天线技术,主要是针对工业现场复杂的空间环境,如钢架、涵洞、隧道等,不利于射频信号有效覆盖的区域,而设计的一种通过特殊馈线电缆传播射频信号的技术。

  漏波电缆作为一种用于苛刻要求的无线应用射频电缆,它可以作为一种连接SCALANCE W接入点的特殊天线。漏波电缆和它的附件构成一个系统。在规格上有 2.4 G Hz 和5.8 G Hz两个频段的产品。漏波电缆能够与所有SCALANCEW 接入点和客户端完美结合。

  漏波电缆特别设计用于射频信号很难覆盖的环境。

  因为漏波电缆的设计特点,它能够围绕着电缆的指定区域(通常为固定轨道区域)辐射一个规则的信号区。

  这种功能可以保证在无线客户端和无线接入点之间建立一个稳定可靠的通讯连路,并且能够提供确定的数据数据循环访问,这种漏波电缆设计用于2.4G或5GHz频段。漏波电缆的灵活简易的安装以及整个系统模块化的设计可以满足许多应用场合的需要。这种漏波电缆能够完美用于轨道系统,移动平台,货架仓库,行车,以及其他一些移动客户端沿着固定路径运动的系统。

  另一方面,漏波电缆本身有一定韧性,可以适度弯曲敷设,因此,对于环形轨道同样不成问题。

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