秦皇島第七港務分公司無線通訊系統技改方案

　　一、概述

　　為實現對秦皇島第七港務分公司轄區內堆料機、取料機、裝船機等大型移動設備的電控系統進行遠程數據采集、信號連鎖和實時監控，以達到對廠區內生產設備的統一管理、提高企業生產安全防護等級、提高企業生產效率的目的。需要建立從堆料機等大型移動設備上的PLC與中控室上位機之間的通訊鏈路。本方案采取擴頻無線電鏈路作為數據通訊媒體，具體選用美國（DATA-LINC）集團公司生產的SRM6310E工業級無線電調制解調器組成通訊鏈路，可以較好的滿足系統通訊要求。

　　二、功能要求

　　建立該無線通訊網絡系統的主要目的是對轄區內堆料機、取料機、裝船機等大型移動設備的電控系統進行遠程數據采集、信號連鎖和實時監控，因此要求該通訊網絡必須具有數據傳輸鏈路穩定、可長時間工作與數據傳輸精確度高的特點。具體要求如下：

　　1、實現中控室上位機和煤場4臺堆料機設備上PLC系統的通訊。

　　2、實現中控室上位機和煤場3臺取料機設備上PLC系統的通訊。

　　3、實現中控室上位機和煤場4臺裝船機設備上PLC系統的通訊。

　　三、現場條件概況

　　1、現場無線鏈路勘察

　　3臺裝船機與七公司中控室為可視；1臺裝船機（4#）、4臺堆料機及3臺取料機與七公司中控室為不可視；中控室距離最遠的移動機械設備約3公里。

　　2、現場設備配置情況  

　　堆料機：每臺機上配置有PLC系統， 提供以太網接口；

　　取料機：每臺機上配置有PLC系統， 提供以太網接口； 

　　堆取料機：每臺機上配置有PLC系統， 提供以太網接口；     

　　上位機：配有上位機服務器，并與以太網接口交換機相連。

　　四、無線電數據通訊鏈路的組成：

　　1、無線電通訊鏈路示意圖如圖1-1所示：

　　圖1-1

　　
　　主站1對應4臺堆料機從站，該通訊網絡含1臺中繼設備。  

　　主站2對應3臺取料機從站與1臺裝船機從站（4#），該通訊網絡含1臺中繼設備。

　　主站3對應3臺裝船機從站（1#、2#、3#），該通訊網絡不含中繼設備。

　　2、無線通訊鏈路設備選型及有關說明：

　　無線電調制解調器：選用美國數據通訊集團（DATA-LINE GROUP）生產的以太網接口通訊無線電調制解調器：SRM6310E無線調制解調器

　　本系統方案選用美國DATA-LINC GROUP公司制造的2.4GHz “智能頻譜技術” 跳頻擴頻技術通訊設備,無需申請頻點：SRM6310E工業級無線電以太網調制解調器。這是一種全雙工的以太網通訊設備，主要用于帶有RJ45 10baseT 以太網標準接口的上位機、各種品牌的PLC/RTU以及數據終端設備相互之間的無線電通訊。

　　該產品的性能和技術指標如下：

　　工作頻率：2.4GHz-2.483GHz(“智能頻譜”技術)
　　
　　發送器輸出功率：500mW(最大)     
    
　　調制方式：擴頻，GFSK(預調制高斯濾波頻移鍵控 )

　　射頻數據速率：188Kbps
     
　　擴頻方式：“智能頻譜”技術頻率跳變(跳頻)     
   
　　跳頻圖案：15種(使用者可選擇其中之一)      
 
　　工作帶寬：230KHz/每跳

　　接收器靈敏度：-110 dBm @ 10-4BER (誤碼率)； -108 dBm @ 10-6BER (誤碼率)  
      
　　選擇性：40dB @ fc±230KHz; 60dB fc±46KHz
     
　　系統增益：135dB

　　射頻數據傳輸錯誤檢測：帶有數據包重發的32位循環冗余校驗/糾錯(CRC).              

　　數據加密替代：動態鍵（即，在無線鏈路上，發送端將來自信源的信息打碎后，用特殊的編碼方式重新打包，接收端用相同的編碼方式拆包；被打包的大小根據內部緩沖器里信息量的多少而動態調整，優化。）

　　天線：鞭狀天線。

　　工作模式：點對點，點對多點，中繼器, 子站和中繼器同時模式，等等。

　　通信距離：25公里以上。使用中繼站可延伸通信距離。

　　接口：RJ 45 10baseT 

　　電源   電源電壓：10.5-24VDC；12VDC墻掛式

　　變壓器，可選24VDC

　　工作電流發射狀態：800mA   12VDC/500mW    
        
　　接收狀態：100mA   12VDC
     
　　待機狀態： 65mA   12VDC

　　工作環境溫度：-40℃-+75℃；

　　濕度：0-95%   非冷凝

　　機殼標準：NEMA1；18號鋼，帶有安裝凸緣。可選NEMA4

　　重量：  2磅(0.91公斤)。

　　本系統方案擬選用全向天線。全向天線是一種水平面輻射方向圖為全方向的通信天線。采用 “同軸線型交叉全向天線”技術，經計算機優化設計后，具有增益高、駐波特性好、不帶地網、抗干擾性能強的特點；天線陣用玻璃鋼管封裝，有良好的抗風、防潮、防鹽霧腐蝕性能，可靠性高，是一種理想的擴頻通訊天線。

　　3、射頻電纜
　　
　　本系統方案擬選用射頻電纜（俗稱7/8”發泡電纜）

　　射頻電纜技術指標：

　　電纜類型    泡沫聚乙烯介質皺紋導體同軸射頻電纜
　　電纜型號    SYFY-50-22-52

　　內導體外徑（mm）    9.4
　　總外徑（mm）    29
　　最小彎曲半徑（mm）    250
　　特性阻抗（Ω）    50±1.5
　　最高使用頻率(MHz)    5000
　　傳輸速比 （%）    88
　　30 MHz   衰減常數(dB/km)    7.8
　　200 MHz  衰減常數(dB/km)    21.1
　　1000 MHz 衰減常數(dB/km)    52
　　3000 MHz 衰減常數(dB/km)    101
　　電纜重量（kg）    0.67


　　4、機械和電子防護

　　在主控中心工作的無線電通訊設備將會被安裝在本地站點建筑物中特定的機柜內，移動機械設備從站的無線Modem亦安裝在機柜內或特制的金屬箱內。機柜中將安裝相關的供電裝置、接地保護裝置，機柜與外部設備的接口裝置。要求接地電阻 ≦ 4歐姆 。

　　5、雷擊和浪涌保護

　　對主控中心、從站的無線電通訊設備采取雷擊和浪涌保護措施，防止雷擊或浪涌損壞站內設備。

　　五、無線鏈路建立后可實現的功能：

　　1、    中控室操作人員通過上位機人—機界面實時監視監控煤場的共計10臺移動機械設備上的工況諸參數（如：行走距離、聯鎖聯消等等）。

　　2、    中控室的操作人員通過上位機人—機界面料場上的相關移動設備發出各種控制命令（例如強制執行命令）。

　　六、系統效果：

　　1、避免了使用滑線電纜所引起的高投入，易損壞，維修工作大且可靠性差等弊病。

　　2、使之數據采集面和控制范圍復蓋了整個綜合料場所有的移動機械設備，有利于提高生產效率。

　　附1：無線通訊配置連接示意圖：

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