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无线技术拓展过程控制的视野

作者:Jonas Berge,艾默生过程管理公司2009.02.07阅读 3751

RT可以动态地重新选择传递路径,大大提高了数据传递的可靠性。工厂层面上常常会出现通讯故障,这种“绕行工作”的能力可以使其不受影响。除了任何类型的组态数据外,WirelessHART还包括“状态和数值”数据,这样可以使用户深入了解其测量值是否有效,确保所报告数值的准确性。
  在遇到高层建筑和脚手架控制工程网版权所有,或是临时停靠的卡车等障碍物等挡住了已经建立的信号路径时,无线网状网络的自组织能力便体现出其价值。网络只要寻找传送信号的新路径并使其到达网关。因此网状网络显得更为坚固耐用。
  表1:近年来应用的无线解决方案

无线技术拓展过程控制的视野如图


  网状协议也可以减少需要的网关﹝传送接收机﹞数量,因为每一台设备均起收发机的功能,可以转发不在网关视线内且来自其它设备的消息。这样,无线现场网络可以方便地调度网络上的设备www.cechina.cn,因为不必再进行视线通讯系统要求的现场勘察。
  针对通道噪声所采取的措施包括通道跳越、黑色列表噪声通道和使用“分布频谱”传送等。安全措施包括加密技术、连接鉴定和消息验证等。
  大部分工厂将混合式协议﹝例如有线HART﹞用于安全设备,将Foundation现场总线用于控制仪表CONTROL ENGINEERING China版权所有,将Profibus-DP用于电机启动器和设备。这些系统集成在一个控制和设备管理系统内,使所有设备及时地将准确的有用信号传送给指定人员,以便其作出正确的响应。无线仪表属于新生事物,会对无线现场网络提出不同的要求,因此在设计新的系统或更新旧的系统时必须定义上述情况。
  传统过程控制的潜能
  粗看起来,工厂中的DCS系统可能显得有些过时,似乎并不支持无线设备。但是通过使用“无线网关”的方法,可以解决这个问题。无线网关可以接入现有的系统,无论这个系统新旧与否。事实上,WirelessHART网关甚至还可以用于不支持WirelessHART的控制系统之中。
  由于无线网关支持Modbus/RTU、Modbus/TCP,也可以支持OPC,故无线网关也可以用于传统的控制系统。这些控制系统尽管缺少本系统的无线支持,但可以根据无线变送器来提供过程变量。此外,预先安装在无线网关内的HTTP 网络服务器可以从一般的网络浏览器来设置WirelessHART网络,无需获得控制系统的支持。
  智能设备管理软件可以与传统控制系统并行使用,现场仪表与设备管理软件之间可以有效地通讯所有的与设备有关的信息。这样,运行多年的老设备也可以分享从无线设备和管理系统带来的利益。
  用维修经费来投资第一个无线启动包,以此为契机,开始开发无线设备的巨大潜能,并将其逐步拓展到各个部门,如设计、运行和维修等。让每一个人都有机会认识这一技术如何提高设备可靠性、减少设备停机时间、改进过程控制、并创造一个更加安全的工作环境。

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  我们也可以用无线技术来增强有线HART设备的使用性能。成千上万家工厂使用有线HART设备,但其控制系统缺少HART接口。有线变送器和阀门定位器可以安装“无线适配器”,以便设备管理软件访问其诊断信息并进行远程组态。现有设备融入这种无线功能以后,可以极大地提升和增强使用寿命和附加值。
  至于无线装置的老化问题,其使用寿命为15年,与控制系统几乎完全一致。

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  通过使用IEC 61804-3标准“电子设备描述语言”﹝EDDL﹞,与有线HART、Foundation现场总线、 Profibus设备的兼容性问题可以得到保证﹝参阅《亚洲控制工程》2007年9月号﹞。
  每次工厂增加新的无线变送器或更新无线变送器的版本时,只要将设备的EDDL复制到系统中,就能确保软件同步更新了。通过EDDL文件,设备管理软件能够把设备信息生动地展示在屏幕上,用户还能打开帮助文件和图片www.cechina.cn,获得更多内容。
  迈出第一步,通向无线过程控制的美好未来

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  在目前条件下,安装无线设施并用于现有设备和控制系统,是一件轻而易举的事情。许多工厂从与单一网关进行少量设备通讯的无线现场网络开始,着手引入小型的无线系统。
  毫无疑问CONTROL ENGINEERING China版权所有,第一个无线点的价格是最昂贵的,这是由于哪怕只使用1台变送器,也必须配备与之相关联的网关、计算机和软件等。然而,一旦这些基础设施安装就位和投入使用,之后的变送器安装费用与设备本身相差无计,这是一个网关可以支持许多变送器所带来的好处。
  一旦第一个无线网络开始发挥作用后,运行和维修人员就会发现工厂中的其它无线应用,满足设备监测和过程数据采集的长期要求。要想知道工厂中哪些地方可以采用无线技术,可先罗列一下目前需要人工收集的测量数据,或是现在根本无法获得的信息。监测功能是评估这项技术的绝好机会。
  用维修经费来投资第一个无线启动包,以此为契机,开始开发无线设备的巨大潜能,并将其逐步拓展到各个部门,如设计、运行和维修等。让每一个人都有机会认识这一技术如何提高设备可靠性、减少设备停机时间、改进过程控制、并创造一个更加安全的工作环境。

标签:HART,控制,无线,
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