在当今复杂而又充满竞争的环境中,要保持业务的增长,需要不断的技术创新。在全球过程工业领域内,这种创新越来越依赖于以最新信息为基础进行的共同决策。这些信息来自于企业的各个层面,可以是企业内部的信息也可以是企业外部的信息。在缺乏有经验人员的现状下,企业将依靠更好的信息整合来提高劳动生产率。工厂范围内使用的无线技术和标准符合辅助工具的发展趋势,能够简化集成工作。事实确实如此神奇!无线设备可以无缝地接入现有的工厂体系结构,随时随地访问更多、更好的信息无线技术蕴藏巨大的潜力,可以有效提高劳动生产率。
同时,无线网络接入现有的工厂自动化系统方便快捷;但在大多数情况下,这种接入工作尚未实现全部自动进行。因此控制工程网版权所有,建议用户认真了解无线解决方案,以使有线和无线网络可靠整合,互相配合运行。
通过网关
对于两个完全不同种类网络之间的过渡和转换,无线系统接入主控或信息系统时,重点是解决转换问题,例如将WirelessHART 转换为以太网。
无线系统接入现有的过程单元时,通常要求主机系统指明网关接口的类型。在下列连接方式中,可以用一系列主机系统来连接网关CONTROL ENGINEERING China版权所有,例如艾默生的DeltaV 和Ovation控制系统、AMS Suite 设备管理系统以及可编程逻辑控制器、过程记录器和其它传统的控制系统。
主要无线接入协议
原生化
最适合接入无线方案的主机是艾默生的DetalV、Ovation 或AMS Suite 等最新一代可直接支持无线仪表的系统(我们称之为原生化)。事实确是如此,对于这些系统的用户控制工程网版权所有,实际上并无任何接入工作要求。有线和无线现场设备在系统中一目了然,无需特殊的无线或通讯专业知识。
在最新的 DeltaV 和Ovation 软件中,智能无线网关甚至可以进行“自检测”和“自组态”,启动和调试更加方便快捷。从本质上说,网关只是另一个控制网络节点。此外, 来自WirelessHART 设备的HART 提示直接传送至AMS Suite:智能设备管理系统软件,这样可以减少1 个额外的网络。
Nu-West Industries 是位于美国爱达荷州Soda Springs 的一家磷肥厂。这家公司采用无线技术将远程储罐的液位测量数据通过智能无线网关传送至公司的DeltaV 自动化系统,系统中内置的艾默生AMS Suite:智能设备管理系统软件可以识别不正常的读数,并通知操作人员及时采取适当的措施来控制储罐内的化学反应。
艾默生的智能无线结构体系基于行业标准型WirelessHART 和WiFi 网络控制工程网版权所有,可以实现与无线设备的无缝通讯。而对于操作维修人员来说,无线设备看起来与有线设备没有任何区别。
串行通讯的局限性
如果过程使用串行 Modbus 通讯链接,应首先验证主机系统目前是否具有连接能力。要求的Modbus 寄存器数量估计应为数据点数量的3 倍,这样可以使远程监控过程变量和设备状态指示达到比较好的效果。还必须注意:由于协议的局限性,串行通讯系统的保护措施仅仅限于隔离机械部件,不能对数据进行加密,也不能控制数据访问工作。
Hunt 炼油公司位于美国亚拉巴马州托斯卡纳CONTROL ENGINEERING China版权所有,公司使用智能无线网关来采集400 英尺(130 m)以外控制室内若干沥青储罐的无线温度测量数据。在此案例中,二线制Modbus 总线将网关连接至公司的DeltaV 系统和AMS Suite 软件。
“无线系统安装快捷。温度变送器通电后即可与网关进行通讯,”Hunt 炼油公司过程控制工程师Dennis Stone 这样评价说:“网关通过二线制Modbus 连接至DCS 系统十分方便。”
以太网选项
最后,如果主机系统要求通过 Modbus TCP/IP、OPC 或HTML来进行接入,则可以选用有线或无线以太网接口。以太网通讯的局限性明显少于串行系统,但很可能要求涉及用户的IT 部门。IT 部门可以通过以太网防火墙来识别连接点和连接网关,从而实现远程访问网关的目的。以太网也可以像IT 网络中的任何设备一样对网关进行安全管理。
无线以太网具有较高带宽,可以同时处理诊断和测量数据。事实上,只要有电源,网关可以像连接主机一样设置在设备范围内的任何地方,同样道理,网关的移动也非常方便。