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[摘 要]呼伦贝尔驰宏矿业有限公司铅锌冶炼工程属于2007年新建项目,采用了先进的工艺技术和控制理念,配合顶尖的控制系统和现场测量仪表,努力实现公司技术一流、效益一流,具有国际竞争力的现代化企业。如在项目中Hart通讯设备、FF通讯仪表、智能无线仪表的应用都取得了较好的效果,以下重点对无线通信技术的应用进行介绍和讨论,以便该技术的推广和应用。
[关键词]DCS、Wireless HART、无线压力/温度变送器、网关
中图分类号:TF046.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0350-01
引言
由于市场竞争越来越强,对产品质量要求越来越高,相应对工艺技术的控制更加苛刻,同时自动化技术的不断进步,集散控制系统(DCS)在自动化领域的应用更加广泛、复杂,伴随而来的便是控制精度和成本的要求。
1 Wireless HART技术
WirelessHART是第一个开放式的可互操作无线通信标准,用于满足流程工业对于实时工厂应用中可靠、稳定和安全的无线通信的关键需求。每个WirelessHART网络包括三个主要组成部分:
(1)连接到过程或工厂设备的现场无线设备。
(2)使这些设备连接到主机DCS系统软件通信的网关。
(3)完成网络配置、设备间通信调度、管理报文路由和监视网络健康的网络管理软件。网络管理软件能和网关、主机应用程序或过程自动化控制器无缝集成。
2 现场应用
2.1现场无线设备组成
项目无线仪表标准为Emerson主导的WirelessHART,其传输距离一般在200m,“表1”为具体的无线仪表配置情况。
2.2系统构成
图1是公司WirelessHART系统网络架构图,现场无线设备由智能无线网关通过以太网通讯协议将现场设备的信息传送主控DCS控制系统。
2.2.1智能无线网关
1420智能無线网关(Wireless GateWay,见图1)是现场无线网络和DCS控制系统通讯协议的接口,1420智能无线网关通讯类型有Modbus,、TCP/IP、OPC、以太网等。目前使用的DCS系统为Deltav 11.3版本,智能无线网关可以像控制器一样直接挂在DeltaV的控制网络上;由于同为艾默生品牌的产品,目前与Deltav的本机集成已经做到了自动识别和轻松调试智能无线网关,从而与所有Deltav软件应用实现了无缝集成,完全决绝了兼容性问题;1420智能无线网关的数据刷新速率:8s、16s、32s或1~60min可选,一台智能无线网关最多可连接100台设备,其供电电源为24VDC,耗电量0.5A,由UPS供电。
2.3系统设置
完成所有安装和接线后进入Deltav进行系统设置,主要操作分为网关设置和无线仪表设置。
2.3.1无线网关设置
一个无线智能网关经过预先配置后可以和DCS控制一样,可随时在Deltav控制网络中投入使用,在Deltav资源管理器中,只要是现场网络和电源连接正确,未投用的无线网关会自动出现在(Decommissioned Node)停用节点里。无线网关的投用和DCS控制器的操作基本一致,主要由以下几步来完成:
(1)启动Deltav Explorer资源管理器。
(2)展开系统配置(System Configuration),找到物理网络(PhysiCal Network)下的停用节点(Decommissioned Node)。
(3)在要投用的智能网关上点击右键,选择并点击(Commission),然后输入网关名称,点击OK 。
(4)在提示自动识别自动识别无线网关是时点击YES完成操作。
2.3.2无线仪表配置
无线仪表的配置和从AMS上读取FF总线设备非常相似,主要由以下步骤完成:
(1)在Deltav Explorer里打开PhysiCal Network找到Wireless I/O Network,点击网关前加号“+”展开,选择通道右键“属性”,在设备标签栏(Device Teg)浏览未分配的无线设备(Unassigned Wireless HATR Devices)。
(2)每个无线设备的配置都重复同样的过程。
2.3.3分配与下装
完成以上两项内容的配置后,需要将智能无线网关分配到控制器,并进行下装。由以下两步完成:
(1)在网关上点击右键,选择分配(Assign),然后浏览找到需要分配到的控制器,点击OK后完成分配。
(2)在网关上点击右键,选择下装(Download),根据提示完成操作。
通过以上操作,整个无线设备的设置已完成,正常画面显示和数据调用与普通的Hart设备是一致的。配置完成的无线设备连接状态如图2 所示。
3 使用优势
锌系统氧压釜装置和公辅系统空压机房的温度和压力监测采用了无线技术,通过艾默生智能无线方案采用自组织网状网络技术,最优化解决方案实现压力监测及温度监测,848T无线温度变送器、3051S无线压力变送器的使用减少釜间布线,从应用效果来看数据传输可靠性高达99%以上;与传统有线设备相比,WirelessHART智能无线技术可以节约布线、施工、调试成本35%以上。
4 结束语
从这次对无线仪表的使用来看,结合当前控制成本的要求,无线仪表的广泛应用的前景非常可观,就目前一体化管理的发展的趋势,无线仪表已完全和控制系统管理实现了无缝融入,已完全能够满足客户的的使用要求,为此无线仪表的使用必将取代有线设备,最终实现大规模的工业化应用。
参考文献
[1]林永春;智能无线现场网络方案概述.期刊论文《自动化博览》,2009年3期:2.
[2]Emerson; 1420智能无线网关操作手册.2013.04:12-13.
[3]孟亮; 古尔班通古特沙漠天然气井口WirelessHART智能无线仪表应用.期刊论文《自动化博览》,2015年11期:3.
作者简介:周金华(1987-),男,云南丽江人,本科,助理工程师,电气自动化,主要从事自动化技术工作,联系方式:18747080162,E_mail:[email protected],工作单位:呼伦贝尔驰宏矿业有限公司
[关键词]DCS、Wireless HART、无线压力/温度变送器、网关
中图分类号:TF046.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0350-01
引言
由于市场竞争越来越强,对产品质量要求越来越高,相应对工艺技术的控制更加苛刻,同时自动化技术的不断进步,集散控制系统(DCS)在自动化领域的应用更加广泛、复杂,伴随而来的便是控制精度和成本的要求。
1 Wireless HART技术
WirelessHART是第一个开放式的可互操作无线通信标准,用于满足流程工业对于实时工厂应用中可靠、稳定和安全的无线通信的关键需求。每个WirelessHART网络包括三个主要组成部分:
(1)连接到过程或工厂设备的现场无线设备。
(2)使这些设备连接到主机DCS系统软件通信的网关。
(3)完成网络配置、设备间通信调度、管理报文路由和监视网络健康的网络管理软件。网络管理软件能和网关、主机应用程序或过程自动化控制器无缝集成。
2 现场应用
2.1现场无线设备组成
项目无线仪表标准为Emerson主导的WirelessHART,其传输距离一般在200m,“表1”为具体的无线仪表配置情况。
2.2系统构成
图1是公司WirelessHART系统网络架构图,现场无线设备由智能无线网关通过以太网通讯协议将现场设备的信息传送主控DCS控制系统。
2.2.1智能无线网关
1420智能無线网关(Wireless GateWay,见图1)是现场无线网络和DCS控制系统通讯协议的接口,1420智能无线网关通讯类型有Modbus,、TCP/IP、OPC、以太网等。目前使用的DCS系统为Deltav 11.3版本,智能无线网关可以像控制器一样直接挂在DeltaV的控制网络上;由于同为艾默生品牌的产品,目前与Deltav的本机集成已经做到了自动识别和轻松调试智能无线网关,从而与所有Deltav软件应用实现了无缝集成,完全决绝了兼容性问题;1420智能无线网关的数据刷新速率:8s、16s、32s或1~60min可选,一台智能无线网关最多可连接100台设备,其供电电源为24VDC,耗电量0.5A,由UPS供电。
2.3系统设置
完成所有安装和接线后进入Deltav进行系统设置,主要操作分为网关设置和无线仪表设置。
2.3.1无线网关设置
一个无线智能网关经过预先配置后可以和DCS控制一样,可随时在Deltav控制网络中投入使用,在Deltav资源管理器中,只要是现场网络和电源连接正确,未投用的无线网关会自动出现在(Decommissioned Node)停用节点里。无线网关的投用和DCS控制器的操作基本一致,主要由以下几步来完成:
(1)启动Deltav Explorer资源管理器。
(2)展开系统配置(System Configuration),找到物理网络(PhysiCal Network)下的停用节点(Decommissioned Node)。
(3)在要投用的智能网关上点击右键,选择并点击(Commission),然后输入网关名称,点击OK 。
(4)在提示自动识别自动识别无线网关是时点击YES完成操作。
2.3.2无线仪表配置
无线仪表的配置和从AMS上读取FF总线设备非常相似,主要由以下步骤完成:
(1)在Deltav Explorer里打开PhysiCal Network找到Wireless I/O Network,点击网关前加号“+”展开,选择通道右键“属性”,在设备标签栏(Device Teg)浏览未分配的无线设备(Unassigned Wireless HATR Devices)。
(2)每个无线设备的配置都重复同样的过程。
2.3.3分配与下装
完成以上两项内容的配置后,需要将智能无线网关分配到控制器,并进行下装。由以下两步完成:
(1)在网关上点击右键,选择分配(Assign),然后浏览找到需要分配到的控制器,点击OK后完成分配。
(2)在网关上点击右键,选择下装(Download),根据提示完成操作。
通过以上操作,整个无线设备的设置已完成,正常画面显示和数据调用与普通的Hart设备是一致的。配置完成的无线设备连接状态如图2 所示。
3 使用优势
锌系统氧压釜装置和公辅系统空压机房的温度和压力监测采用了无线技术,通过艾默生智能无线方案采用自组织网状网络技术,最优化解决方案实现压力监测及温度监测,848T无线温度变送器、3051S无线压力变送器的使用减少釜间布线,从应用效果来看数据传输可靠性高达99%以上;与传统有线设备相比,WirelessHART智能无线技术可以节约布线、施工、调试成本35%以上。
4 结束语
从这次对无线仪表的使用来看,结合当前控制成本的要求,无线仪表的广泛应用的前景非常可观,就目前一体化管理的发展的趋势,无线仪表已完全和控制系统管理实现了无缝融入,已完全能够满足客户的的使用要求,为此无线仪表的使用必将取代有线设备,最终实现大规模的工业化应用。
参考文献
[1]林永春;智能无线现场网络方案概述.期刊论文《自动化博览》,2009年3期:2.
[2]Emerson; 1420智能无线网关操作手册.2013.04:12-13.
[3]孟亮; 古尔班通古特沙漠天然气井口WirelessHART智能无线仪表应用.期刊论文《自动化博览》,2015年11期:3.
作者简介:周金华(1987-),男,云南丽江人,本科,助理工程师,电气自动化,主要从事自动化技术工作,联系方式:18747080162,E_mail:[email protected],工作单位:呼伦贝尔驰宏矿业有限公司