关于智能化选煤厂无线网络系统的研究与设计

关于智能化选煤厂无线网络系统的研究与设计

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山东能源枣矿集团七五煤业选煤厂1  山东  济宁  277606

山东能源枣矿集团付村煤矿选煤厂 2  山东  济宁  277606

摘要：本文通过引入智能化选煤厂无线网络的技术，希望能够对智能化选煤厂的网络建设提出有效的思路和实践形式。以迎合现代社会对于选煤厂发展的需求，提高选煤厂工作的效率。

关键词：智能化；选煤厂；无线网络系统

引言：随着科技的进步，煤炭生产加工行业对于技术的先进性、相关设备的可行性有了越来越多的要求。相关企业如果想要在竞争激烈的市场上得到不败地位，就应当有效开展建设方式，提高智能化的技术应用程度，打造出潮流的选煤行业。本文通过探讨智能化选煤厂建设的具体形式，希望能够深入学习有效知识，

一、智能化选煤厂无线网络系统建设现状

目前，国内的现代化选煤厂主干网已全部步入了工业以太网发展阶段，并开始从单纯的工业以太网堆积技术向深度融合发展，智慧管理、万兆网技术等也逐渐在各矿点和选煤厂中建立和运用。

在现代化选煤厂里，通过无线网络，可以解决移动设施（手持终端、移动卸料车等）对网络连接的要求，不但能够减少线缆对厂房内人员的羁绊、缠绕等隐患，使工业生产环境更加安全、清洁，而且具备了容易组织部署、易使用、灵活调度等优势，体现了从信息收集到生产管理，从小规模部署到更广泛的发展趋势，是现代化选煤厂大数据管理、巡检化、无人化的必然要求。

作为智能选煤厂的主要设备之一，通过无线网络技术实现了移动的互联网连人功能，并既能承载多个智能的基础连接，也可以承载工业平板终端、定位（人员和设备）、视觉、声音、仪表接入等几乎所有设备的连接。目前已应用的几种工业连接技术，分别面向各个产业领域的特定环境进行应用，虽在某些情况下实现了巨大作用和技术效益，但在信息的互操作和数据集中领域，仍然无法适应现代化选煤厂不断发展壮大的需要。无线网络系统连接的目标在于实现网络系统之间的互联互通，在封闭的信息系统与计算机网络中共用信息、共用带宽、可靠连接、有效控制，让数据信息的各种应用具有更高效益。

二、无线网络技术介绍

2.1 Wi-Fi(802.11)

Wi-Fi技术的主流，可靠性高，成本低，且产业链完善，是目前所有移动产品的最高标配。网络范围为视距300m，频率范围为2.4G、5Ghz，并拥有大约二十个频点。最高速率可达到300Mbps（2.4G）至1000 Mbps（5 Ghz）。但在无视距情况下覆盖范围较小，如选煤厂内设备、管线较集中的主厂区一楼，100MW的发射能力下，覆盖范围半径为50m左右。

2.2 ZigBee

ZigBee是一个中低速短时间数据传输的无线方法，底层是符合IEEE802.15.4标准规范的互联网接入层和物理层。其优点是低速、低功耗、价格便宜、使用大规模的网上结点、支撑各种网上拓扑、低复杂度、高速、可信、安全，而作为能够自主拓扑组网的网络，实现极低速率的通讯也是十分具有优势的通信手段。目前，许多人员定位系统、数据采集系统都应用了这项高新技术。

2.3移动通信网络（ISP互联网服务提供商）

2.3.1 LTE（长期演进）

LTE目前是世界上唯一主流的4G技术标准，并拥有完善的产业链支撑。LTE带来了更高速的宽带和更快的传输速度。通过LTE网络将能够提高各项服务水平，互联网将更为安全。LTE网络能够利用数量相对减少的基站覆盖更广的范围，单站的范围最大也可以支持十几公里或者几十公里。能够利用LTE网络进行视频、数据等服务。中国目前最主要的手机接入方式都是LTE。

以LTE网络为代表的移动通信网络系统，能适应现代工业网络广泛覆盖与高速传输的需要，完成T管理系统与计算机网络的融入、公司专网管理系统与网络平台的融入等。LTE网络系统能够建立高可靠性、高传输速度、低时延的网络连接，以满足厂商内部和公有云间的数据传输，另外，厂商之间的信息系统，如CRM、ERP等也能够利用LTE网络系统进行互连。

2.3.2 NB-IoT（窄带物联网）

NB-IoT网采用了LTE中心网的网络结构，并经过对LTE网络结构的完善解决了物联网应用中大连接、小信息、低功率、降低成本、深覆盖范围等的要求。利用NB-IoT技术的低消耗和广范围特性系统能够获取整个范围内所有电子设备的运行状况、工作态势、环境参数，并根据提供大数据挖掘，完成了对电子设备状况的实时监测、故障检测与判断、可预测性保护、整体设备效率、产品质量检测、能源管控、人力资源与安全监管等。

2.3.3 5G

3GPP的标准5G界定了三种主要应用环境：扩展型移动宽带（eMBB)、大型计算机类数据通信（mMTC）、高可靠性低频率数据通信（uRLLC）。当中，eMBB环境，主要支持工业网络的大流量服务，包括虚拟实验室和高清电视远程服务等。而大型设备通信环境，主要面向大量的现场设备通讯。5G将带来更安全、更开放、按需求定制的环境.

2.44G专网（自建）

自建专网方案主要应用于智能生产、仓储运输等的智能设备（AGV、UAV等）之间的无线通信、工业生产管理移动办公室的服务；以及智慧企业、智能医院、无人超市等行业的机器人无线通信服务；工业生产园区内的移动巡查、移动录像、信息回传等服务；海港码头的AGV转运车辆调度管理、RCMS吊机监控、码头管理等TOS（港口运营管理）服务；城市轨道交通运营区域的CBTC服务、PIS服务、CCTV及车间内无线网络服务等。这个方法主要是为了从中国传统电信设备商走向工业生产无线通信领域的捷径，也期望在工业无线网络范畴占领市场的另一个新商业模式。

2.5其他

蓝牙、RFID等，尽管都是基本无线通信网络，但通常用作近场通信，可进行一些数字通讯和定位，并不用作通信承载通道，故此处不再作为基本无线通信网络论述。

三、对各技术方案适用范围的研究

当选定无线网络覆盖系统方案设计时，由设备制造商基于各种考量，向业主和工程设计院介绍了自家方案和产品，但同时由于网络系统中包含了选煤厂内部的多个系统、各主体之间的各种技术领域，影响范围大，可选择技术多，特别是在设备安全性、数据传输速度、覆盖距离、移动性等方面都各有优缺，从而造成了业主和工程设计院的选型困难甚至选用错误。其中各种技术都不是最好的，只有一种（或多种）科技才是最适用于现场实际状况和最符合需要的，而这些抉择也无疑反映出了施工业主和设计院本身技术实力，以及对科技前瞻性地把控能力。

总结：

当前的无线网络方式，不能带来像有线网那样的稳定性、带宽的特点，对选煤厂的PLC控制系统、工业电视设备等，都使用的是有线的工业以太网，而选煤厂所使用的工业无线网络也是建在有线工业以太网上，是对当前以太网技术的一个拓展与补充。

参考文献：

[1]成举炳.关于智能化选煤厂无线网络系统的研究与设计[J].煤炭加工与综合利用,2020(05):1-5.

[1]赵星檑.无线传感器网络在选煤厂安全智能监控系统中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2018(09):39-40+70.