DATA-LINC 集团无线调制解调器在堆取料机上的应用
1. 概述
堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料（矿石、煤、焦碳、砂石）存储料场的堆取作业。此类设备包括堆取料机，取料机，堆料机，混匀取料机，混匀堆料机，门式堆取料机等。使用最多的是堆取料机，其原因是此类设备功能较齐全，可满足大多数条件下的需要。上述各种设备的基本功能是向料场堆料，或从料场取料。其中堆取料机具有堆取功能，取料机、堆料机只有取料或堆料功能，混匀取料机与混匀堆料机除具有取料与堆料功能外还具有均化功能，以满足用户对物料均化的要求。
内蒙古冀东水泥有限责任公司是由唐山冀东水泥股份有限公司投资6亿元在呼市武川县和玉泉区兴建的日产熟料5000吨，年产水泥200万吨的大型现代化水泥生产企业，企业在兴建时采用SRM6310E无线网络代替传统的有线方式，取得了比较良好的经济效果。公司原料堆场有3台堆取料机进行作业，采用了DATA-LINC无线MODEM与中控室控制系统进行通信。
2. 需求分析
将3台原料堆场上的堆取料机PLC采集到的各种工况数据实时地传送至中控室上位机，同时，堆取料机PLC接收上位机或中控室PLC发来的控制指令。
2.1. 现场条件
3台堆取料机在原料堆场作业，沿轨道移动，离中控室大楼可安装天线位置直线距离800左右，所有堆取料机的可安装天线高度为20米，中控室可安装天线高处高度为25米，原料堆高度均不超过天线高度，主站与所有从站中间无大体积物体阻挡无线电传输。
2.2. 地面中控制室已配置的相关软硬件
1) 上位机；
2) 组态软件（如：iFIX，INTOUCH，WinCC等等）；
3) 上位机编程软件（如：Cimplicity ME，CX-programs，STEP-7等等）；
4) 主控PLC型号（如：GE FANC 90-30、90-70系列、OMRON TPM1A、
5) SIEMENS S7-300等等）；
6) PLC与无线系统的接口方式和通讯协议（串口、以太网和通讯协议）；
7) 工业以太网交换机。
2.3. 堆取料机上已配置的相关软硬件
1) 分控PLC型号（如：GE FANC 90-30、VASERMAX系列、OMRON TPM1A、
SIEMENS S7-300等等）；
2) PLC与无线系统的接口方式和通讯协议（串口、以太网和通讯协议）；
3) 人机界面HMI；
4) 工业以太网交换机。。
3. 解决方案
内蒙古冀东武川水泥厂有三台移动的堆取料机与中控室通讯，使用美国DATA-LINC GROUPS公司的以太网无线通讯调制解调器RM6310E配置成一对多的模式，一台SRM6310E放在中控到作为主站，三台SRM6310E分别放在移动的堆取料机作为从站。
3.1. 系统网络图
4. 系统特点
ü 传输可靠-----工控行业品牌的信誉质量保证
DATALINC 无线数传电台以极高灵敏度、智能频谱技术和抗电磁干扰能力突出的品质著称，各行业众多的成功案例见证了其传输数据的稳定性和可靠性。
ü 长距离传输
在标准的天线配置下通讯距离可达到40公里，长距离的通讯能力直接为客户减少了系统的投入成本。
ü 透明传输-----工作模式如同一根通讯电缆
支持多种串口协议和以太网协议，如DF1、Modbus、PPI和各种工业以太网等通讯协议。
ü 选型、设计和配置灵活简单
设备型号和工作方式无关，节点的功能由软件灵活设置，易于选型和方案设计的调整；工作参数出厂前已预配置，现场的工作量降至最低。
ü 运行维护费用低
系统工作于2.4GHz免费频段，不需要申请频点资源；接近零的返修率，无需特别的保养和故障维修。
ü 可忍受极度恶劣环境
可忍受高电磁干扰、射频干扰或高温环境。
5. 产品性能参数
SRM6310E以太网无线调制解调器工作于2.4GHz免申请频点，应用 “智能频谱技术” 和跳频扩频技术进行全双工的以太网通讯，用于支持以太网通讯的上位机、各种品牌的PLC以及数据终端设备相互之间无线通讯，以实现对时延要求比较严格的工业实时控制，具有极好的抗干扰性能，是远距离室外和工厂室内通讯的理想选择。
6. 设备清单
7. DATA-LINC集团
DATA-LINC集团成立于1988年，是美国著名的工业数据设备通讯制造商。工业环境条件对无线系统的通讯可靠性提出了极大的挑战，这些挑战包括：
² 与控制系统兼容
² 远距离数据传输
² 高电磁干扰和射频干扰
² 移动平台及电涌
² 极端的温度和其他环境困难
为了解决这些问题给控制系统带来的困扰，十余年来， DATA-LINC集团不断对无线数据传输各个方面进行优化，以确保数据通讯的完整性和可靠性，为各行各业的用户研制了品种齐全的通讯产品，即使在高电磁干扰、射频干扰或高温环境中，DATALINC产品也能够保证很高的通讯数据精度。
DATA-LINC无线产品包括跳频和直频两种扩频无线通讯技术产品。跳频和直频技术各有千秋，跳频技术具有抗干扰、数据可靠、保密性强、传输距离远的特点，直频技术则适于数据量大、距离近、标准化的应用中。
8. DATA-LINC无线产品技术原理
DATA-LINC无线产品包括跳频和直频两种扩频无线通讯技术产品。跳频和直频技术各有千秋，跳频技术具有抗干扰、数据可靠、保密性强、传输距离远的特点，直频技术则适于数据量大、距离近、标准化的应用中。
8.1. 智能频谱Smart Spectrum™ 技术
DATA-LINC智能频谱技术主要用于对系统完整性要求较高的通讯系统中，是跳频技术的高级实现，且无需FCC/DOC许可证，无需无线射频通讯点审查，适合高电磁干扰和射频干扰环境中，在高级应用中具有无以伦比的可靠性。DATA-LINC公司的跳频扩频通讯产品在以下方面具有明显的优势：
Ÿ 接收灵敏度高,通讯距离远。在可视条件下，外接高增益天线，最远可达40公里（在同等条件下，直扩产品的通讯距离短很多）。
Ÿ 发射能量集中，功率谱密度高，不容易被同频干扰信号压制住，即：不容易由于“捕获效应”而被其他同频干扰信号吃掉，从而造成误码率增加（在同等条件下，直扩产品的功率谱密度要低得多）。
Ÿ 互不重叠的信道数多，有多达360个互不重叠的工作带宽，可以灵活组建多个相互独立的通讯链路（直扩产品互不重叠的工作带宽仅有3个）。
Ÿ 数据通讯速率合理，完全适用于工业自动化数据传输的需求（过宽的工作带宽，过高的数据传输速率，不仅是浪费，而且会付出误码率的代价）。
Ÿ 智能化程度高。能够自动避开同频干扰，自动组成冗余通讯路径和自动选择最佳通讯路径。
DATA-LINC集团 智能频谱Smart Spectrum™ 技术使用无线射频特性的独特组合，从而可以达到以下高端性能：
112频道跳频算法
144KBPS高无线射频数据传输率
高灵敏度无线射频接收机
32位循环冗余校验（CRC）纠错
8.2. 跳频通信技术
跳频通信技术把数据分解为较小的数据包，在工作带宽范围内，把数据分别在不同的频率上传送，数据包发送结束后，再将数据重组为初始组合。若数据包不能在给定频率成功发送，就换一个频率重发，这大大增强了数据流通的概率，本质上具有高可靠性的特点。由于电台的工作频率按按伪随机噪声码来回跳变，载频跳变的规律变幻莫测，不对外公开，每次通信由多个瞬时信道完成，对方截获很困难，即使遭到截获，也仅仅是瞬时信息，而且几乎不可能收到连续的数据包，因此跳频通信技术常应用于现代战争中，相对于其他的无线通讯产品来说，DATA-LINC无线跳频产品在以下方面具有明显的优势：
Ÿ 产品工作于2.4GHz ISM免费频段，不需要申请频点资源；
Ÿ 智能频谱专利技术可以提供112频道和90多种跳频图案；
Ÿ 接收灵敏度高,通讯距离远。在可视条件下，外接高增益天线，最远可达40公里；
Ÿ 抗干扰能力、抗噪声能力强，数据传输及时可靠，能够自动避开同频干扰，自动组成冗余通讯路径和自动选择最佳通讯路径；
Ÿ 误码率低，发射能量集中，功率谱密度高，不容易被同频干扰信号压制住，即不容易由于“捕获效应”而被其他同频干扰信号吃掉，从而造成误码率增加；
Ÿ 每个数据包跳都应用独特的技术进行构造和发射，具有同步、双向、加密和CRC校验的特性；
Ÿ 所有传输的数据都经过压缩、动态键加密和CRC校验，动态键码随机生成且1秒改变100次以上，以保证数据可以安全正确的传输；
Ÿ 支持点对点和点对多点两种网络结构方式。
8.3. 直频通信技术
直频技术持续不断地通过很宽大的一部分频段传输数据，数据吞吐量大，符合IEEE 802.11b/个标准，具有很好的兼容性和互操作性，大量应用于Internet网络、数据、多媒体、图像和声音及新兴的IP网络监控中。和市场上类似的产品相比，DATA-LINC无线直频产品具有工业等级、对随机干扰有很好的抑制作用，可自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据，对电网中的强脉冲干扰及突然掉电有极强的防护作用，充分保证了数据传输的准确性，主要有以下显著的特点：
Ÿ 产品工作于2.4GHz ISM免费频段，不需要申请频点资源；
Ÿ 与WiFi、IEEE 802.11b/g标准设备和DATA-LINC无线跳频产品兼容；
Ÿ 提供高速（达到54Mbps）无线以太网通讯。
Ÿ 输出功率远高于商用IEEE 802.11b产品。接收灵敏度高，通讯距离远。在可视条件下，外接14dBi高增益全向天线，使信号覆盖360度范围，可达10公里；无论是在环境恶劣的工业厂区内，或在长距离、大范围的野外，都有良好的无线电覆盖性能。
Ÿ 内建增强的安全性，加密和授权功能，具有128-bit WPA-PSK加密和权限设置措施和SNMP访问控制的最高安全等级。
Ÿ 支持无线接入点AP模式、SAI站适配器模式和无线桥模式。
Ÿ 独一无二的无线桥模式内置中继功能，防止网络嗅探Sniffer。
Ÿ 内置NAT路由器和DHCP服务器 。
Ÿ 可组建点对点、点对多点和对等网络的方式通信。
Ÿ 结构紧凑，设计灵活，通用的安装方式，可选DIN导轨接头。
Ÿ 可利用专用软件、网页（HTML）等多种方式配置和诊断；
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