一、场景实施背景
锦联铝厂位于内蒙古霍林郭勒,其电解铝车间是生产核心区域,两车联动系统承担着电解槽物料转运、电解作业协同等关键任务,直接影响生产效率与安全。该系统需实现 PLC 主站与两台天车控制系统的实时数据交互:PLC 主站下发操作指令至天车,天车同步反馈运行状态(如位置、速度、负载等)至主站,确保两车联动精准、安全。
此前,车间采用传统单一无线传输方式,常因链路中断、延迟超标或设备抗干扰能力不足,导致天车频繁停摆报警,年均因通讯问题造成的生产中断达 30 余次,单次恢复需 1-2 小时,直接经济损失超 50 万元。为解决这一痛点,锦联铝厂计划引入高可靠无线通讯方案,最终选定捷米特JM-Bridge01S无线网桥构建双链路备份系统。
二、项目痛点
1. 通讯可靠性要求严苛
两车处于移动状态,需保证 PLC 主站与天车控制系统的双向数据传输 “零丢包”,且通讯延迟必须≤80ms。一旦链路中断、丢包或切换延迟过高,将直接触发天车紧急停机并报警,导致生产中断。
2. 恶劣环境挑战大
电解铝车间常年高温(夏季环境温度达 40-50℃)、存在强电磁干扰(电解槽运行产生强磁场)、粉尘浓度高(铝加工过程产生金属粉尘),普通无线设备易出现信号衰减、硬件损坏,无法长期稳定运行。
3. 单一链路风险高
原有单一无线链路若遇设备故障或信号遮挡,会导致整个控制系统瘫痪,且故障排查耗时久,严重影响生产连续性。
三、捷米特JM-Bridge01S无线网桥功能简介
捷米特JM-Bridge01S是专为工业场景设计的高性能无线网桥,核心功能如下:
· 双链路冗余备份:支持主从链路实时监测,当主链路故障时,可在 5ms 内无缝切换至备用链路,确保数据传输不中断,丢包率<0.01%。
· 超低延迟传输:采用工业级 OFDM 调制技术,传输延迟≤20ms,远低于项目要求的 80ms 阈值,满足 PLC 实时通讯需求。
· 强环境适应性:
宽温运行:支持 - 40℃~70℃工作温度,适配车间高温环境;
抗电磁干扰:内置自适应跳频技术,可抵御 100-2400MHz 频段强电磁干扰;
高防护等级:IP65 防护,防尘、防喷水,适应多粉尘车间环境。
· 小型化与易部署:尺寸仅 120mm×80mm×50mm,重量<300g,支持壁挂 / 导轨安装,可灵活部署于天车控制室、机房等狭小空间。
四、结构拓扑图
五、解决方案描述
基于锦联铝厂的场景需求,捷米特JM-Bridge01S无线网桥解决方案通过 “双链路冗余 + 强环境适配” 设计,实现两车联动系统的稳定通讯:
1. 双链路冗余架构:部署 2 条独立无线链路,主链路承担日常数据传输,备用链路实时待命,通过 JM-Bridge01S 的智能监测功能(每秒 100 次链路状态检测),确保故障时无缝切换(切换时间<5ms),杜绝丢包或中断。
2. 低延迟保障:利用 JM-Bridge01S 的工业级调制技术与优化协议栈,将 PLC 指令下发与天车数据反馈的双向延迟控制在 20-50ms,远低于 80ms 阈值,满足实时控制需求。
3. 恶劣环境适配:设备的宽温特性、IP65 防护与抗电磁干扰能力,可直接应对车间高温、粉尘与强磁场,无需额外防护措施。
六、实施过程
1. 现场勘查与规划
勘察车间电磁环境(绘制磁场强度分布热力图)、天车移动轨迹(确定信号遮挡风险点),规划网桥安装位置(机房墙面、天车控制室顶部)与天线朝向(避免电解槽强磁场直射)。
2. 设备部署
机房侧:固定 2 台 JM-Bridge01S,连接 PLC 主站以太网端口,安装全向天线并调试角度(确保覆盖天车移动全程);
天车侧:每台天车控制室安装 2 台 JM-Bridge01S,连接天车控制系统 IO 接口,天线固定于天车顶部(高于粉尘沉降层)。
3. 参数配置与联调
配置双链路冗余模式:设置主链路优先级,备用链路实时同步数据;
测试延迟与丢包率:通过工业测试仪模拟两车移动状态,连续 24 小时监测,确保延迟≤50ms、丢包率 = 0;
故障切换测试:人工断开主链路,验证备用链路在 5ms 内接管传输,天车无报警、无停机。
4. 试运行与优化
持续监测设备运行状态(温度、信号强度、链路稳定性),根据实际数据微调天线角度,确保极端工况(如天车交叉作业)下通讯稳定。
七、应用效果
1. 通讯稳定性:实施后,两车联动系统连续运行 6 个月,未出现因通讯问题导致的天车停机报警,链路切换零感知,丢包率始终为 0,平均延迟稳定在 35ms。
2. 环境适应性:JM-Bridge01S 在车间高温(日均 42℃)、强磁场(峰值 1000A/m)、高粉尘环境下无故障,设备表面温度稳定在 65℃(低于 70℃上限),信号强度衰减≤5%。
3. 生产效率提升:因通讯中断导致的生产损失从年均 50 万元降至 0,天车联动作业效率提升 15%(单次协同作业时间缩短 8 分钟)。
八、实施前后效果对比
九、总结
捷米特JM-Bridge01S无线网桥通过双链路冗余、低延迟传输与强环境适配能力,完美解决了锦联铝厂电解车间两车联动系统的通讯痛点。其工业级可靠性不仅保障了生产连续性,还降低了设备维护成本,为工业自动化场景中 “移动设备 + 恶劣环境”下的无线通讯提供了可复制的解决方案。
未来,该方案可进一步推广至冶金、矿山等类似场景,助力高可靠工业互联落地。
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