IWLAN在物流翻箱機的應用研究

陳建寧+田凱

摘 要：在新型煙草制絲生產中，物流翻箱機是將斷續的物流過程轉換為自動化生產的關鍵設備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設備工況限制，不能采用傳統有線網絡通信實現物流翻箱機與相關主控制站的網絡通信任務。通過應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），并利用相應的網絡組態和配置軟件，實現翻箱機在一定區域內與生產線主控制站進行網絡數據通信，突破傳統有線網絡技術的局限性。

關鍵詞：工業無線局域網絡通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設備之一，是聯接箱式配方物流庫和制絲生產線的關鍵設備，需要與上、下級控制系統、現場操作站等進行實時的數據通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復雜、設備結構精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統的有線通訊方式不能實現安全可靠的物流翻箱機網絡通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產現場工業控制網絡中應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規定的機械運動功能得以實現，大大提高翻箱機的穩定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關技術，IWLAN可以使翻箱機控制網絡無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網絡之中，實現翻箱設備與不同現場設備的網絡通信要求。

西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網絡；無易損件；實現冗余聯接、自動無線漫游、輪詢監控（link check）、IP監控（IP Alive）；無線鏈接的可預測數據流和確定響應時效，實現標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現音頻、視頻的數據通訊能力。

1 翻箱機的無線網絡系統配置

1.1 翻箱機上無線網絡的硬件配置

翻箱機網絡系統的由無線交換機、控制系統PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發送、處理均由PLC系統完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業無線網絡交換機Scalance W。

CPU負責翻箱機外部I/O信息數據的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業無線以太網交換機。

1.2 翻箱機無線網絡的配置

根據MAC地址，在系統中配置CP343-1、SCALANCE W、現場操作站的設備名、IP地址和網關。設備名、IP地址和網關，必須由網絡管理員統一配置。一臺翻箱機至少預留4個IP地址。當翻箱機設備運行時，系統信息經CPU處理后，同步發送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態及信息等同步傳送到相關的主控制系統。同時通過無線網絡接收主控制系統發送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸到翻箱機CPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現場分布式I/O和相關控制組件，從而實現了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）的翻箱機控制功能

經過軟件硬件配置，建立了穩定可靠、高速帶寬的無線網絡，實現了翻箱機與上一級線控系統的控制數據流通訊、與現場西門子WINCC現場監控系統的各種數據實時傳輸，完成實時數據歸檔、顯示等功能；使得現場主控制站的各項生產、設備等運行數據能夠快速、準確的傳輸到翻箱機設備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設定的要求進行接送物料，控制翻轉動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數也通過無線網絡傳輸到現場主控制站，供現場操作人員監控設備的各項運行參數和狀態；還可在現場操作監控系統對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產操控功能。

結束語：西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）在翻箱機類移動設備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現場安裝調試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設備限制，實現翻箱機等移動設備與物流系統、生產流水線系統的無縫對接，使用翻箱機類移動設備在實際生產中更加安全可靠，有利于制絲生產向自動化和智能化的進一步發展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M].現代通信理論與技術叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網絡的建設探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發展與應用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網（WLAN）設置技術[J].電子技術與軟件工程，2013（19）.endprint

摘 要：在新型煙草制絲生產中，物流翻箱機是將斷續的物流過程轉換為自動化生產的關鍵設備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設備工況限制，不能采用傳統有線網絡通信實現物流翻箱機與相關主控制站的網絡通信任務。通過應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），并利用相應的網絡組態和配置軟件，實現翻箱機在一定區域內與生產線主控制站進行網絡數據通信，突破傳統有線網絡技術的局限性。

關鍵詞：工業無線局域網絡通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設備之一，是聯接箱式配方物流庫和制絲生產線的關鍵設備，需要與上、下級控制系統、現場操作站等進行實時的數據通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復雜、設備結構精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統的有線通訊方式不能實現安全可靠的物流翻箱機網絡通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產現場工業控制網絡中應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規定的機械運動功能得以實現，大大提高翻箱機的穩定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關技術，IWLAN可以使翻箱機控制網絡無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網絡之中，實現翻箱設備與不同現場設備的網絡通信要求。

西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網絡；無易損件；實現冗余聯接、自動無線漫游、輪詢監控（link check）、IP監控（IP Alive）；無線鏈接的可預測數據流和確定響應時效，實現標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現音頻、視頻的數據通訊能力。

1 翻箱機的無線網絡系統配置

1.1 翻箱機上無線網絡的硬件配置

翻箱機網絡系統的由無線交換機、控制系統PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發送、處理均由PLC系統完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業無線網絡交換機Scalance W。

CPU負責翻箱機外部I/O信息數據的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業無線以太網交換機。

1.2 翻箱機無線網絡的配置

根據MAC地址，在系統中配置CP343-1、SCALANCE W、現場操作站的設備名、IP地址和網關。設備名、IP地址和網關，必須由網絡管理員統一配置。一臺翻箱機至少預留4個IP地址。當翻箱機設備運行時，系統信息經CPU處理后，同步發送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態及信息等同步傳送到相關的主控制系統。同時通過無線網絡接收主控制系統發送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸到翻箱機CPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現場分布式I/O和相關控制組件，從而實現了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）的翻箱機控制功能

經過軟件硬件配置，建立了穩定可靠、高速帶寬的無線網絡，實現了翻箱機與上一級線控系統的控制數據流通訊、與現場西門子WINCC現場監控系統的各種數據實時傳輸，完成實時數據歸檔、顯示等功能；使得現場主控制站的各項生產、設備等運行數據能夠快速、準確的傳輸到翻箱機設備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設定的要求進行接送物料，控制翻轉動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數也通過無線網絡傳輸到現場主控制站，供現場操作人員監控設備的各項運行參數和狀態；還可在現場操作監控系統對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產操控功能。

結束語：西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）在翻箱機類移動設備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現場安裝調試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設備限制，實現翻箱機等移動設備與物流系統、生產流水線系統的無縫對接，使用翻箱機類移動設備在實際生產中更加安全可靠，有利于制絲生產向自動化和智能化的進一步發展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M].現代通信理論與技術叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網絡的建設探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發展與應用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網（WLAN）設置技術[J].電子技術與軟件工程，2013（19）.endprint

摘 要：在新型煙草制絲生產中，物流翻箱機是將斷續的物流過程轉換為自動化生產的關鍵設備。翻箱機通過其特定的機械傳遞運動完成翻箱卸料工作，由于設備工況限制，不能采用傳統有線網絡通信實現物流翻箱機與相關主控制站的網絡通信任務。通過應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），并利用相應的網絡組態和配置軟件，實現翻箱機在一定區域內與生產線主控制站進行網絡數據通信，突破傳統有線網絡技術的局限性。

關鍵詞：工業無線局域網絡通信 新型煙草制絲 物流翻箱機

中圖分類號：U-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0074-02

物流翻箱機是新型煙草制絲線的設備之一，是聯接箱式配方物流庫和制絲生產線的關鍵設備，需要與上、下級控制系統、現場操作站等進行實時的數據通訊；由于物流翻箱機具有運動控制復雜、設備結構精密、機械位移運動頻率高、定位精度高、工作運行范圍狹小的特點，不適合安裝橋架、敷設電纜（光纖）、安裝柔性拖鏈等，即采用傳統的有線通訊方式不能實現安全可靠的物流翻箱機網絡通訊和控制需求。（見圖1）

在制絲生產現場工業控制網絡中應用西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），能夠有效的解決上述問題；不受翻箱機機械運動位移的限制，使得翻箱機規定的機械運動功能得以實現，大大提高翻箱機的穩定性和安全性；同時，通過SIEMENS的自動路由及相關技術，IWLAN可以使翻箱機控制網絡無縫的、實時集成到工廠的ProfiNET控制總網絡之中，實現翻箱設備與不同現場設備的網絡通信要求。

西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN），基于通用的認證標準IEEE 802.11，可適用于2.4 GHz和5 GHz的網絡；無易損件；實現冗余聯接、自動無線漫游、輪詢監控（link check）、IP監控（IP Alive）；無線鏈接的可預測數據流和確定響應時效，實現標準的PROFINET通訊或故障安全型的 PROFIsafe通訊，可以更進一步實現音頻、視頻的數據通訊能力。

1 翻箱機的無線網絡系統配置

1.1 翻箱機上無線網絡的硬件配置

翻箱機網絡系統的由無線交換機、控制系統PLC等組成，如圖2所示。

翻箱機控制系統以西門子S7 315-2PN/DP為核心，所有信息接收、發送、處理均由PLC系統完成，同時配置通信模塊CP343-1、無線交換機、ET200S分布式輸入輸出模塊、氣動輸入輸出單元等組件；無線交換機采用西門子工業無線網絡交換機Scalance W。

CPU負責翻箱機外部I/O信息數據的采集、控制功能、信息處理等功能，CPU將信息同步傳送給CP343-1和Scalance w工業無線以太網交換機。

1.2 翻箱機無線網絡的配置

根據MAC地址，在系統中配置CP343-1、SCALANCE W、現場操作站的設備名、IP地址和網關。設備名、IP地址和網關，必須由網絡管理員統一配置。一臺翻箱機至少預留4個IP地址。當翻箱機設備運行時，系統信息經CPU處理后，同步發送給CP343-1、和通過SCALANCE交換機聯接的SCALANCE W，將翻箱機實時的運行狀態及信息等同步傳送到相關的主控制系統。同時通過無線網絡接收主控制系統發送的控制指令，通過翻箱機CP343-1通信模塊傳輸到翻箱機CPU，CPU處理后將信息傳輸給ET200S現場分布式I/O和相關控制組件，從而實現了翻箱機遠、本地程控制。

2 基于西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）的翻箱機控制功能

經過軟件硬件配置，建立了穩定可靠、高速帶寬的無線網絡，實現了翻箱機與上一級線控系統的控制數據流通訊、與現場西門子WINCC現場監控系統的各種數據實時傳輸，完成實時數據歸檔、顯示等功能；使得現場主控制站的各項生產、設備等運行數據能夠快速、準確的傳輸到翻箱機設備，翻箱機接收到翻箱信號、物料批次、物料類型等信息后按照設定的要求進行接送物料，控制翻轉動作，將物料翻入可供選擇的喂料機中；同時翻箱機運行的各項參數也通過無線網絡傳輸到現場主控制站，供現場操作人員監控設備的各項運行參數和狀態；還可在現場操作監控系統對翻箱機進行手動操作，完成要求的生產操控功能。

結束語：西門子工業無線局域網絡技術（IWLAN）在翻箱機類移動設備的集成，不僅避免了因為電纜線、護套管或拖鏈等腐蝕原因帶來的安全隱患，減少了現場安裝調試的工作量；而且弱化了安裝位置、空間等對設備限制，實現翻箱機等移動設備與物流系統、生產流水線系統的無縫對接，使用翻箱機類移動設備在實際生產中更加安全可靠，有利于制絲生產向自動化和智能化的進一步發展。

參考文獻

[1] 劉乃安.無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M].現代通信理論與技術叢書，2004

[2] 劉勃翔.無線局域網絡的建設探討[J].天津科技，2010（1）.

[3] 謝澤奇.淺析WLAN的發展與應用[J].科技資訊，2010（26）.

[4] Siemens AG.Industrial CommunicationCatalog IK PI[Z]. 2012.

[5] 張宇.淺談無線局域網（WLAN）設置技術[J].電子技術與軟件工程，2013（19）.endprint