OHT空中搬運(yùn)系統(tǒng)與多PLC集群無線聯(lián)鎖通訊方案

——東莞市某自動化設(shè)備廠項目簡報

■ 前言

本項目針對gao duan數(shù)控機(jī)床柔性產(chǎn)線 OHT 空中搬運(yùn)系統(tǒng)，以工業(yè)無線通訊替代傳統(tǒng)拖鏈/滑觸線有線方案，解決高頻往復(fù)運(yùn)行導(dǎo)致的線纜磨損、通信中斷及聯(lián)鎖停機(jī)問題，消除整線停產(chǎn)風(fēng)險，保障精密加工連續(xù)性與產(chǎn)線運(yùn)維效率。

■ 項目背景

東莞某大型自動化設(shè)備企業(yè)專注非標(biāo)智能輸送與產(chǎn)線集成，本次落地的數(shù)控機(jī)床柔性產(chǎn)線，依托OHT空中搬運(yùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工件、工裝、料箱的全自動循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)，標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程為：空中搬運(yùn)小車取料→空中軌道行走→工位精準(zhǔn)定位→卸料復(fù)位，整套作業(yè)流程由多 PLC 集群協(xié)同管控。

產(chǎn)線設(shè)3臺地面PLC機(jī)柜分別負(fù)責(zé)主控、調(diào)度與安全聯(lián)鎖，通過工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)協(xié)同兩臺OHT空中搬運(yùn)小車作業(yè)；車載PLC運(yùn)行時需與地面PLC機(jī)柜實(shí)時交互位置、狀態(tài)、指令及聯(lián)鎖信號，現(xiàn)場PLC機(jī)柜與空中搬運(yùn)小車最遠(yuǎn)距離可達(dá)100米。項目引進(jìn)達(dá)泰工業(yè)無線通訊方案，在不改動原有PLC控制系統(tǒng)、不影響現(xiàn)場正常生產(chǎn)的前提下，以工業(yè)無線鏈路無縫替代拖鏈與滑觸線，實(shí)現(xiàn)OHT空中搬運(yùn)系統(tǒng)與多PLC集群無線聯(lián)鎖，從根源上解決傳統(tǒng)拖鏈、滑觸線磨損斷裂引發(fā)的通訊中斷、聯(lián)鎖失效、設(shè)備停機(jī)等現(xiàn)場痛點(diǎn)，全面提升產(chǎn)線通訊系統(tǒng)的可靠性與可維護(hù)性。

■ 項目難點(diǎn)

本次無線通訊技改貼合自動化產(chǎn)線實(shí)際工況，存在多項落地難點(diǎn)。首先，現(xiàn)場兩臺OHT空中搬運(yùn)小車往復(fù)啟停頻繁、持續(xù)移動作業(yè)，設(shè)備運(yùn)行振動幅度大，對無線通訊終端的穩(wěn)定性及長期連續(xù)運(yùn)行能力有硬性要求。其次，生產(chǎn)現(xiàn)場伺服驅(qū)動器、變頻器、大功率電機(jī)密集運(yùn)行，產(chǎn)生寬頻電磁干擾。常規(guī)工業(yè)無線設(shè)備在此環(huán)境下易出現(xiàn)丟包、延遲甚至鏈路中斷，難以滿足產(chǎn)線聯(lián)動控制對通訊確定性的要求。同時，整套系統(tǒng)需雙向同步傳輸調(diào)度指令、位置坐標(biāo)、運(yùn)行狀態(tài)、故障報警、安全聯(lián)鎖等多類信號，多PLC集群數(shù)據(jù)匯聚傳輸對通訊的實(shí)時性、同步性、兼容性要求較高。最后，項目交付周期緊、成本管控嚴(yán)格，需在不修改原PLC程序、不調(diào)整原有控制邏輯的前提下完成通訊鏈路替換，實(shí)現(xiàn)設(shè)備即裝即用、后期免維護(hù)或少維護(hù)的落地目標(biāo)。

■ 達(dá)泰無線解決方案

針對上述工況約束與通訊需求，本方案在保留原有控制架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用達(dá)泰 DTD426M3N 歐美系 PLC 無線通訊終端，基于PROFINET協(xié)議搭建"1主2從"無線通訊網(wǎng)絡(luò)。具體部署方式為：地面三臺S7-200SMART PLC控制柜通過有線連接至交換機(jī)，交換機(jī)接入一臺達(dá)泰DTD426M3N歐美系PLC無線通訊終端作為主站；兩臺OHT空中搬運(yùn)小車搭載的S7-200SMART PLC分別接入一臺達(dá)泰DTD426M3N歐美系PLC無線通訊終端作為從站，主站通過RJ45接口與交換機(jī)相連，從站通過 RJ45 接口與對應(yīng)PLC直連。

該方案以無線鏈路替代傳統(tǒng)拖鏈 / 滑觸線，實(shí)現(xiàn)地面多PLC集群與空中移動設(shè)備的PROFINET實(shí)時通訊，支持空中搬運(yùn)小車位置、到位信號、壓力檢測、運(yùn)行狀態(tài)、故障報警及工藝聯(lián)鎖等全量數(shù)據(jù)雙向穩(wěn)定交互。配合全數(shù)字加密與自適應(yīng)抗干擾機(jī)制，che di 消除線纜磨損斷線導(dǎo)致的通訊超時與聯(lián)鎖停機(jī)風(fēng)險，顯著提升整線平均wu gu zhang 時間（MTBF）與運(yùn)維效率。

無線通訊方案示意圖 ▼

■ 現(xiàn)場應(yīng)用展示

■ 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(hù)困擾，縮短改造工期。

2. 安裝簡單，無需編程

無線通訊裝置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

全數(shù)字加密傳輸方式，可以確保數(shù)據(jù)的安全和可靠性。

4. 無運(yùn)行費(fèi)用，無需插卡

后期在使用過程中，不需要支付任何無線設(shè)備運(yùn)營費(fèi)用。

5. 完備的售后服務(wù)

具有20年工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的無線通訊專家團(tuán)隊，為產(chǎn)品提供可靠的技術(shù)支持與售后服務(wù)。

■ 產(chǎn)品介紹

達(dá)泰DTD426M3N歐美系PLC無線通訊終端

達(dá)泰DTD426M3N，采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu)，空中傳輸速率高達(dá) 300Mbps，兼容歐美系PLC協(xié)議，例如：西門子S7協(xié)議、Profinet協(xié)議、EtherNet/IP、 Modbus TCP/IP等通訊協(xié)議，并采用 MIMO-OFDM技術(shù)和基于AES算法的達(dá)泰全數(shù)字加密無線傳輸系統(tǒng)，使無線可靠傳輸距離達(dá)到1-3KM范圍內(nèi)均可使用。

DTD426M3N 不僅能與 PLC、DCS、智能儀表、傳感器及攝像頭等設(shè)備組成無線測控系統(tǒng)，同時能與組態(tài)軟件、人機(jī)界面、觸摸屏、工業(yè)交換機(jī)、測控終端等工控產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)（ PTP）和點(diǎn)對多點(diǎn)（ PTMP ）的遠(yuǎn)程無線組網(wǎng)，將分散不便于挖溝布線的設(shè)備連接在一起，不需要編寫程序，不需要布線，并且穩(wěn)定可靠。

■ 主 要 特 征:

◆ 可以直接代替有線以太網(wǎng)線，實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)；

◆ 支持西門子S7協(xié)議、PROFINET、EtherNet/IP、MODBUS TCP/IP協(xié)議等

◆ 全數(shù)字無線加密傳輸方式，不插卡無運(yùn)行費(fèi)用；

◆ 無需更改程序，即插即用；

◆ 二十年工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：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(yùn)行。

■ 相關(guān)方案

達(dá)泰工業(yè)無線通訊設(shè)備已在數(shù)百家工業(yè)企業(yè)中穩(wěn)定運(yùn)行超過8年，在鋼鐵、焦化、新能源汽車、智慧運(yùn)輸、智慧倉儲領(lǐng)域中累積應(yīng)用案例多樣。以下列舉部分典型應(yīng)用案例：

■ 戰(zhàn)略合作企業(yè)案例

部分應(yīng)用方式 ▼

l 焦化廠模擬量數(shù)據(jù)信號無線采集傳輸至無紙記錄儀——1000m

l 鋼廠主控室DCS系統(tǒng)無線監(jiān)測電磁流量計信號——2000m

l 廠房內(nèi)溶氧傳感器信號和DCS系統(tǒng)之間并在電腦上顯示——800m

l 現(xiàn)場儀表(4路4-20mA)與三菱Q型PLC——500m

l 檢測鍋爐液位的流量計信號遠(yuǎn)傳到控制室并在指定液位值報警——600m

l 化工廠多個車間的工業(yè)廢水、廢氣數(shù)據(jù)無線傳輸至DCS系統(tǒng)——1500m

l 海上用傳感器信號和數(shù)采儀之間遠(yuǎn)距離傳輸——100m

l 工業(yè)用水儲罐液位無線傳輸至DCS，4發(fā)1收——1500m

l 海上用傳感器信號遠(yuǎn)程傳輸?shù)綌?shù)采儀——100m

l 將干熄焦循環(huán)風(fēng)機(jī)溫度信號無線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)測——300m

l 電氣房16路模擬量信號無線傳輸至中控室——3000m

l 鋼廠各區(qū)域OG蒸汽信號無線采集傳輸?shù)娇刂剖摇?/span>3000m

l 水泥庫的料位傳感器和中控室DCS之間——1500m

l 廠區(qū)雷達(dá)液位計4-20mA遠(yuǎn)傳至4個不同的地方——3000m

l 管道上流量、壓力信號無線傳輸?shù)街锌厥?/span>PLC——2500m

l 灌裝機(jī)的液位4-20mA信號無線傳輸至PLC控制柜——500m

l 變送器與PLC之間模擬量無線傳輸——300m