生產(chǎn)車間無線局域網(wǎng)應(yīng)用研究

摘 要：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無線網(wǎng)所具有的可移動、布線容易、組網(wǎng)靈活等特性使其應(yīng)用到生產(chǎn)現(xiàn)場后，能為生產(chǎn)車間的信息交互提供保障；通過在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上組建無線局域網(wǎng)，既降低了企業(yè)組網(wǎng)的成本，又實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化需求。

關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)；傳輸協(xié)議；抗干擾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.088

目前青州卷煙廠生產(chǎn)車間信息系統(tǒng)應(yīng)用種類較多，隨著tnpm系統(tǒng)和精益管控系統(tǒng)的實(shí)施，對生產(chǎn)車間網(wǎng)絡(luò)部署提出了新的要求，由于生產(chǎn)車間空間阻隔較多，在生產(chǎn)車間全部部署有線網(wǎng)絡(luò)困難較大，而且在復(fù)雜環(huán)境下有線網(wǎng)絡(luò)一旦發(fā)生故障，無 法滿足設(shè)備、生產(chǎn)信息的及時交互。為了保證生產(chǎn)車間信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行和信息交互的準(zhǔn)確及時，我進(jìn)行無線局域網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)車間應(yīng)用研究和無線設(shè)備部署，達(dá)到生產(chǎn)車間無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，提高信息系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

1 無線局域網(wǎng)介紹

無線局域網(wǎng)，英文縮寫就是WLAN，就是利用無線電波、光線等作為信息傳輸?shù)拿浇樗鶚?gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，因此無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶通過它，達(dá)到隨心接收信息的理想境界。無線網(wǎng)絡(luò)能夠有效避免有線網(wǎng)絡(luò)依賴網(wǎng)線的缺點(diǎn)。在這種情況下，工作人員就可以在車間的每一個角落利用筆記本電腦完成設(shè)備以及生產(chǎn)信息之間的交互作用，并不用像之前那樣必須遷就網(wǎng)絡(luò)接口位置。此外，無線網(wǎng)絡(luò)還可以適用于布線相對困難、臨時搭建以及設(shè)備需要經(jīng)常性移動的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2 生產(chǎn)車間無線局域網(wǎng)設(shè)計

2.1 生產(chǎn)車間現(xiàn)場調(diào)研

經(jīng)過在制絲車間和卷包車間現(xiàn)場環(huán)境調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)：車間大型設(shè)備多，空間阻隔較多，在生產(chǎn)車間大規(guī)模部署有線網(wǎng)絡(luò)難度大，布線時不但會影響設(shè)備架構(gòu)，而且布線完成后還可能受到以后設(shè)備調(diào)整時的影響，新增設(shè)備也需要重新鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)，更重要的是在一些線路復(fù)雜的地方還會造成線路紊亂，給工作帶來不便。

2.2 生產(chǎn)車間網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化選擇

無線網(wǎng)絡(luò)能夠解決有線網(wǎng)絡(luò)的故障隱患以及安全隱患；其應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）可移動性：因不會受到線纜制約，用戶能夠在任何地方實(shí)現(xiàn)移動工作，而且網(wǎng)絡(luò)用戶無論在怎樣的地方都能夠進(jìn)行信息的實(shí)時訪問。

（2）布線容易：因無線網(wǎng)絡(luò)并不需要進(jìn)行布線，能夠消除穿墻或者是過天花板布線帶來的繁瑣工作，所以安裝工作相對容易，可以大大縮短相應(yīng)的建網(wǎng)時間

（3）組網(wǎng)靈活：無線局域網(wǎng)可以組成多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠十分容易地，從少數(shù)用戶的點(diǎn)對點(diǎn)模式，直接擴(kuò)展到上千用戶的基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

2.3 無線局域網(wǎng)方案設(shè)計

在廠內(nèi)骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建設(shè)一套安全、快速、可靠的無線網(wǎng)絡(luò)來覆蓋整個車間的公共區(qū)域。主要目的是為了解決在有線網(wǎng)故障后無線網(wǎng)可以繼續(xù)接入內(nèi)網(wǎng)。為車間辦公提供有效的無線網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。車間一層為主要覆蓋區(qū)域。我們計劃采用無線ap控制器，外加無線AP點(diǎn)。AP安裝6DB定向增益天線。接收端使用COMFAST300M外加6DB全向天線，進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋。同時實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)以及有線網(wǎng)絡(luò)的有效連接，而且還能夠在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)前提下對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效擴(kuò)充，從而為之后的各種有線或者是無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)平臺。無線網(wǎng)加有線網(wǎng)，可以更好的對于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行容災(zāi)，防止有線網(wǎng)故障，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無法及時恢復(fù)，能夠更好的防止業(yè)務(wù)中斷。

3 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施

為了達(dá)到好的實(shí)施效果，我們采用基于802.11g的無線以太網(wǎng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)車間的全區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。在此次研究中，我們將采用CISCO5508控制器，外加cisco CAP2602E AP點(diǎn)。AP安裝6DB增益天線。接收端使用COMFAST300M外加6DB天線，對整個生產(chǎn)車間實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋；由于車間生產(chǎn)設(shè)備較高，設(shè)備產(chǎn)生的干擾比較多。我們采用將設(shè)備安裝在立柱上進(jìn)行定向信號投射，從而實(shí)現(xiàn)用戶無線全覆蓋，接收器信號處于穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到高速無線上網(wǎng)要求。此方案生產(chǎn)車間僅需要較少的AP點(diǎn)即可全覆蓋（卷包車間6個；制絲車間12個）。

4 無線局域網(wǎng)抗干擾研究

生產(chǎn)車間無線干擾分類及抗干擾措施 ：

（1）來自電源的干擾。在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用過程中，電源發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從某種程度上講，電網(wǎng)對串入無線系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，究其原因在于無線系統(tǒng)中的供電電源，主要包括CPU、電源以及I/O電源等。在實(shí)際工作期間，相關(guān)工作人員需借助低通濾波器以及隔離變壓器等對電源進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而有效抑制干擾。除此之外，為了在一定程度上確保電網(wǎng)饋電不能夠中斷，需要利用在線式供電電源UPS進(jìn)行供電，從根本上提升其可靠性。而且UPS電源有著相對較強(qiáng)的抗干擾性能，屬于比較合適的無線控制系統(tǒng)。

（2）來自車間內(nèi)的電磁輻射干擾。針對外來輻射的抗干擾工作，我們一般情況下會采用屏蔽罩或者是屏蔽板達(dá)到抗干擾效果。把鋁材料以及銅材料等進(jìn)行加工制造，最終形成屏蔽板以及屏蔽罩，隔絕開干擾源以及被干擾設(shè)備。此外，在實(shí)際執(zhí)行期間，需要注意的是維持屏蔽罩或者是屏蔽板以及地面的接觸。

（3）來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾。從某種程度上講，接地的目的在于以下兩個方面：一方面是安全，而另一方面在于抑制干擾。良好的接地可以實(shí)現(xiàn)無線系統(tǒng)工作的順利運(yùn)行，防止偶然出現(xiàn)的電壓沖擊。與此同時，接地系統(tǒng)能夠消除公共地線阻抗導(dǎo)致的抗耦合干擾，進(jìn)一步減輕磁場以及電位差影響，避免地環(huán)電流電路或者是其他電路引發(fā)的耦合干擾。

（4）無線信號傳輸過程中的干擾。現(xiàn)階段，RF干擾并沒有相對較好的解決方法。比較常見的處理方法就是借助頻譜分析儀以及信號測試軟件準(zhǔn)確判斷干擾源的具體位置情況，在完成判斷之后，若仍然不可以被移除，則需要將自己網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的相關(guān)設(shè)備工作信道科學(xué)化設(shè)定為遠(yuǎn)離干擾信道，從而避免或者是盡可能減輕干擾。

5 應(yīng)用體會

通過在生產(chǎn)車間搭建無線局域網(wǎng)，我了解了無線局域的設(shè)計過程以及影響無線局域網(wǎng)運(yùn)行性能的主要因素，找到并解決了影響無線局域運(yùn)行效率的瓶頸。信息是一個企業(yè)的靈魂，而無線局域網(wǎng)技術(shù)極大地促進(jìn)了企業(yè)信息管理合理化、有效化，對于企業(yè)信息化建設(shè)，縮減企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作成本發(fā)揮著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《青州卷煙廠生產(chǎn)車間無線局域網(wǎng)需求分析文檔》.

作者簡介：祝建航（1976-），男，山東青州人，本科，中級職稱，研究方向：企業(yè)信息化的實(shí)施與建設(shè)。