侯庆波
河钢股份有限公司唐山分公司 河北唐山 063000
摘要：本文主要论述了一种数据采集系统，尤其涉及一种天车数据采集系统，属于天车物流管理技术领域
关键词：数据采集系统、天车物流、技术领域
1背景技术
目前天车的运行数据如位置、重量、动作等数据采集到地面服务器上一般采用无线数传器的方式，在天车上安装发射器，在地面站安装接收器，通过RS232或RS485进行通讯，存在数据传输慢、数据量小，易受干扰等缺点，不适应实时系统或管理系统对数据大量、快速的要求。
2关键技术
采用无线wifi组建数据传输网络，区域内设置多个无线AP，充分覆盖工作区域，各个天车上安装的无线AP与地面上AP自动连接，组成局域网。无线AP采用5GHz频率，在提高抗干扰性的同时增加了数据传输速率，使系统的实时性和稳定性得到保证。
3主要内容
无线AP介绍（Rocket M5）：采用5GHZ频段可在全球范围内免费使用，提供各种频谱用于远距离链路。Rocket 机盒专为承受恶劣环境而设计，且适配于airMAX天线内置的Rocket 安装架。内嵌WEB页面管理软件airOS?，airOS? 是一种直观、多功能、高度发达的Ubiquiti 固件技术。其界面非常直观，无需培训即可操作。用户界面的背后是功能强大的固件结构，它可以实现高性能室外多点联网。
一种天车数据采集系统，包括主干交换机、1个以上固定无线AP、采集服务器、车载无线终端、1个以上天车；固定无线AP 安装在厂区内，数量和位置根据厂区状况和无线AP 的覆盖距离设定；各个天车上设有车载无线终端，各车载无线终端与各固定无线AP 无线连接；主干交换机布置在地面通信站内，用于连接各固定无线AP；主干交换机经以太网与安装在机房内的采集服务器连接。
各天车经15G wifi（应为5G wifi）局域网连接各固定无线AP；各固定无线AP采用5GHz频率（应为光纤）与主干交换机连接；主干交换机经以太网和采集服务器连接。
采用上述技术方案所取得的技术效果在于：本实用新型采用无线wifi网络，具有稳定可靠、数据吞吐量大的优点。
4附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是次数据采集系统的结构示意图；
其中：1、主干交换机， 2、固定无线AP， 3、采集服务器，4、车载无线终端，5、天车。
5具体实施方式
如图1所示，一种天车数据采集系统，包括主干交换机1、1个以上固定无线AP 2、采集服务器3、车载无线终端4、1个以上天车5；固定无线AP 2安装在厂区内，数量和位置根据厂区状况和无线AP 2的覆盖距离设定；各个天车5上设有车载无线终端4，各车载无线终端4与各固定无线AP 2无线连接；主干交换机1布置在地面通信站内，用于连接各固定无线AP 2；主干交换机1经以太网与安装在机房内的采集服务器3连接。
各天车5经15G wifi（应为5G wifi）局域网连接各固定无线AP 2；各固定无线AP 2采用5GHz频率（应为光纤）与主干交换机1连接；主干交换机1经以太网和采集服务器3连接。
无线wifi组建数据传输网络，区域内设置多个固定无线AP，充分覆盖工作区域。各个天车上作为终端接入，组成局域网。在提高抗干扰性的同时增加了数据传输速率，使系统的实时性和稳定性得到保证，满足天车物流管理系统大数据量、高可靠性的要求。
6天车PLC程序总体要求
为满足炼钢智能生产调度管理系统要求，天车PLC程序应满足如下要求：1、正确记录天车每次起吊、放吊、兑物等动作。2、记录天车每次动作时间。3、记录天车每次动作后的稳定物重。4、正确采集天车瞬时物重。5、正确采集地检、车检的地址数据。6、与软件完成时间效准。7、完成与服务器相关数据读写交互。
7程序说明
本程序用于炼钢智能生产调度管理系统天车PLC中。主要功能如下：采集天车X轴、Y轴地址；采集天车物重信号和计算；起吊、放吊、兑物判断和数据缓存；时间校准。8系统网络通信方案
8系统总体网络拓扑结构
系统总体网络拓扑结构图如下图所示：
（1）各子系统中控PLC和各子系统PC终端、厂级辅助调度子系统PC终端、系统应用服务器、系统数据中心都接入车间内部以太网总线。
（2）系统Wifi无线网络的无线基站采用西门子SCALANCE W788，无线客户端采用西门子SCALANCE W744和PDA，防护等级均达到IP65。
（3）无线基站通过光纤接入车间内部以太网总线，现场的PDA作为无线客户端通过无线基站跟系统数据中心交换数据。
（4）天车车上PLC通过车上安装的无线客户端西门子SCALANCE W744接入现场WIFI无线网络，并将天车车上PLC数据通过车间内部以太网总线上传到系统厂级辅助调度子系统，再由厂级辅助调度子系统上传至系统数据中心。
9系统WIFI网络覆盖方案
无线网覆盖，可以分为两大区域：天车区域和地上工作区域。总体思路为，保证重点工作区域的无线网稳定，兼顾做到全场无线网覆盖。现场环境概况：1、现场各设备铁粉很多，而且设备上容易堆积铁粉。2、有些天车是遥控的，车上没有驾驶员。如：加料跨的废钢天车。3、相邻跨区之间天车轨道标高相差很大。4、工厂为全钢结构，必须考虑其屏蔽影响。
5、现场LF精炼炉对信号干扰严重。在其主要工作范围可考虑先用适当的通信频段。6、地面有很多大体积的钢结构设备，要考虑其对信号的干扰。
10信号传输在特殊地域情况
在炼钢区域钢水跨有3座LF精炼炉，其生产时对信号的干扰特别严重，采用以下几点增加信号的稳定性；1、在此区域慎重选择AP站的通信频段，尽量与其主要干扰波段岔开。2、加装AP基站，选择大功率的AP站型号，增强信号功率。3、在此区域安装点对点通讯天线，保证天车与调度室的通讯。
11组网注意事项
1、每个AP站的理想覆盖半径为50m。2、AP站与客户端之间最好是没有金属障碍物阻隔。3、每个AP站走有线的通信可靠性比走桥接好。4、为避免干扰相邻的两个W788的最好采用不同的通讯频道。例如6和8交替使用。5、W788的最佳传输速率为5M/S，速率过大会影响信号的强度。6、每个W788支持13个通讯频道，但是手持设备（PDA）只支持1~11频道。7、铁粉对无线网络的影响巨大。8、AP基站与客户端W744的安装尽量远离驾驶室（变频器），天车滑线。9、在信号不稳定或特别重要的工作区域可选择加装AP基站或其他方式加强信号。
12实施效果
通过在唐钢长材部炼钢区域安装实施，以此为基础建立了钢区天车物流系统和调度指挥系统，系统运行稳定可靠，反应灵敏，为长材部钢区生产提供了强有力的数据支撑。
参考文献:
[1]吴企渊 编著 计算机网络 北京 清华大学出版社
[2]刘豹 主编 现代控制理论 北京：机械工业出版社 ISBN 7-111-03103-2
[3]S7-300和S7-400的梯形图（LAD）编程 参考手册
[4]SIMATIC_S7_STEP7_V5.0使用入门手册
论文作者:侯庆波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/30
标签：天车论文; 主干论文; 终端论文; 数据论文; 交换机论文; 系统论文; 区域论文; 《防护工程》2018年第15期论文;