美國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)下屬的ISA100工業(yè)無(wú)線委員會(huì)于2009年4月通過(guò)了國(guó)際工業(yè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)ISA100.11a，而Honeywell One Wireless工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案是與該標(biāo)準(zhǔn)兼容的。昌暉儀表在本文介紹了Honeywell One Wireless工業(yè)無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成、特點(diǎn)及在中國(guó)的應(yīng)用實(shí)例
作為無(wú)需布線的工業(yè)通訊方式，工業(yè)無(wú)線技術(shù)最近越來(lái)越被人們所青睞。工業(yè)無(wú)線技術(shù)是本世紀(jì)初新興的無(wú)線通信技術(shù)，他面向儀器儀表、設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的信息交換，是對(duì)現(xiàn)有工業(yè)通信技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方向上的功能擴(kuò)展和提升。作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)技術(shù)，工業(yè)無(wú)線技術(shù)引領(lǐng)了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向。他的問(wèn)世將引發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)測(cè)控有線模式的變革，引領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向著低成本、高可靠、高靈活的方向發(fā)展。據(jù)介紹，美國(guó)能源部將工業(yè)無(wú)線技術(shù)列為實(shí)現(xiàn)到2020年美國(guó)工業(yè)整體能耗降低5％目標(biāo)的主要技術(shù)手段之一。
企業(yè)為什么會(huì)采用工業(yè)無(wú)線技術(shù)呢？下面列出了目前工業(yè)無(wú)線技術(shù)應(yīng)用的主要需求及其相對(duì)有線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
序號(hào) 對(duì)無(wú)線技術(shù)的主要需求 無(wú)線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1 測(cè)點(diǎn)分散，被鐵路、河流、建筑物分割 無(wú)需敷設(shè)橋架、電纜和接線
2 危險(xiǎn)區(qū)域 沒(méi)有電纜和接線，減少火花產(chǎn)生的可能
3 工廠安全、排放、泄漏、火災(zāi) 無(wú)線視頻、無(wú)線開關(guān)量變送器等集中監(jiān)控
4 罐區(qū)儲(chǔ)罐分散，無(wú)集中監(jiān)控設(shè)備 無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)等可集中監(jiān)控
5 大量的手動(dòng)閥、就地指示表無(wú)法集中顯示 無(wú)線閥門定位器、無(wú)線讀表器等集中監(jiān)控
6 現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)的需要 有移動(dòng)工作站
7 系統(tǒng)布置要求更簡(jiǎn)潔、安全 無(wú)接線盒、無(wú)安全柵、不需I/O卡
8 改造項(xiàng)目時(shí)間緊迫 無(wú)線方案節(jié)省安裝費(fèi)用、減少安裝時(shí)間
Honeywell公司長(zhǎng)期致力于工業(yè)無(wú)線技術(shù)的研究和應(yīng)用，2003年在全球第一個(gè)推出工業(yè)無(wú)線變送器—Honeywell XYR? 5000無(wú)線壓力變送器，2003年還受美國(guó)能源部委托研發(fā)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無(wú)線技術(shù)以來(lái)，2007年6月11日，Honeywell宣布該公司的通用于各工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案—Honeywell One Wireless正式發(fā)布。2008年7月2日，Honeywell公司宣布推出其工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案Honeywell One Wireless更新版本，實(shí)現(xiàn)了與ISA100.11a工業(yè)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)兼容。ISA100工業(yè)無(wú)線委員會(huì)是由終端用戶和技術(shù)提供者組成，致力于通過(guò)制定一系列標(biāo)準(zhǔn)、建議操作規(guī)程、起草技術(shù)報(bào)告來(lái)定義工業(yè)環(huán)境下的無(wú)線系統(tǒng)相關(guān)規(guī)程和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。2009年4月24日，以投票方式通過(guò)了國(guó)際工業(yè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)，這是ISA100標(biāo)準(zhǔn)族中的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，ISA標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的儀表廠商成員如Honeywell，Yokogowa、GE等都明確支持該標(biāo)準(zhǔn)。2009年9月正式通過(guò)ISA(International Society of Automation，國(guó)際自動(dòng)化學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)表決，成為正式、開放的工業(yè)無(wú)線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。OneWireless®網(wǎng)絡(luò)最新的版本是在2010年6月推出的R200。我國(guó)重慶郵電大學(xué)作為核心單位參與該標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅在策劃了2008年4月在重慶召開“ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議”，還在2008年10月赴美展出了自主開發(fā)的ISA100.11a系統(tǒng)，并與Nivis公司一起搭建了ISA100 WCI一致性測(cè)試與驗(yàn)證展臺(tái)。
Honeywell OneWireless無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成
Honeywell One Wireless無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成可能有很多方案，其中最常見的是由無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如無(wú)線變送器)、無(wú)線網(wǎng)關(guān)(多功能節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn))、無(wú)線管理平臺(tái)組成的系統(tǒng)(見圖1)。
圖1 Honeywell One Wireless無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成
無(wú)線變送器是帶無(wú)線通訊功能的變送器；無(wú)線網(wǎng)關(guān)(多功能節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn))支持同無(wú)線變送器的無(wú)線通訊并構(gòu)建一個(gè)通訊速度非常快的無(wú)線Mesh主干網(wǎng)絡(luò)；WDM無(wú)線管理平臺(tái)管理無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用主機(jī)的通訊。
1、無(wú)線變送器
現(xiàn)階段Honeywell公司推出的無(wú)線變送器(部分產(chǎn)品見圖2)的品種有：
圖2 Honeywell公司推出的各種無(wú)線變送器
無(wú)線壓力變送器(絕壓、表壓、差壓)； 無(wú)線溫度變送器； 無(wú)線腐蝕變送器； 無(wú)線開關(guān)量輸入變送器； 無(wú)線開關(guān)量輸出變送器； 無(wú)線模擬量輸入變送器； 無(wú)線多輸入組合變送器； 無(wú)線設(shè)備振動(dòng)(健康狀態(tài))監(jiān)測(cè)變送器； 無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)； 無(wú)線讀表器； 無(wú)線閥門回訊變送器(定位器)； HART信號(hào)的無(wú)線轉(zhuǎn)接模塊。
上述品種中有的還可細(xì)分。如無(wú)線溫度變送器有自帶或不帶測(cè)溫探頭的；帶探頭的又分TC(熱電偶)或熱電阻的，還分法蘭接頭、套管或無(wú)外套的；無(wú)線模擬量輸入變送器有單點(diǎn)AI和多點(diǎn)之分，多點(diǎn)又有3個(gè)AI或1AI+2個(gè)TC、DI的組合；無(wú)線開關(guān)量輸入變送器分3點(diǎn)DI或2DI+1TC(熱電偶)；無(wú)線開關(guān)量輸出變送器分3DO或1DO+2AI(或2TC、或2DI)；無(wú)線多輸入組合變送器有兩個(gè)型號(hào)，并可組態(tài)為AI、DI、DO、TC的組合。
現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表可以安裝在危險(xiǎn)環(huán)境中，如Class 1 Division 1區(qū)域，符合本安(除電池外)和隔爆認(rèn)證，防護(hù)等級(jí)等于或高于IP66。
上述無(wú)線設(shè)備中，有少數(shù)因耗電量大，還需現(xiàn)場(chǎng)提供電源，如無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)需要65/240VAC或24~64VDC電源，無(wú)線設(shè)備振動(dòng)(健康狀態(tài))監(jiān)測(cè)變送器可用電池供電，也可以外部供10-30VDC電源。
現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表的刷新速度可以設(shè)定：1秒、5秒、10秒、30秒，未來(lái)可以達(dá)到0.25秒的刷新速度。
現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表通過(guò)組態(tài)不執(zhí)行路由功能及可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)射功率，如果選擇常溫下1秒的刷新速度，電池使用時(shí)間可以達(dá)到4.5年，而5秒以上的刷新速度，電池使用時(shí)間可以達(dá)到10年。
2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)
Honeywell One Wireless網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)具有非常靈活的擴(kuò)展性，既可以是單一的無(wú)線變送器網(wǎng)絡(luò)，也可以是支持全廠多種無(wú)線應(yīng)用的、全面的工廠級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在2010年6月推出的R200 OneWireless網(wǎng)絡(luò)最新版本，他支持用戶在其相關(guān)設(shè)施的不同區(qū)域設(shè)計(jì)具有各種無(wú)線覆蓋能力的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。如僅針對(duì)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可選擇無(wú)線變送器本身的路由功能，由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP實(shí)現(xiàn)；也可以同時(shí)支持無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表、多種無(wú)線應(yīng)用、有線設(shè)備無(wú)線轉(zhuǎn)接、有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線互聯(lián)等多種功能的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由多功能節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)之間支持無(wú)線通訊，每個(gè)網(wǎng)關(guān)都能管理100臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表(刷新速度1秒時(shí))，每個(gè)網(wǎng)關(guān)都可以配置冗余網(wǎng)關(guān)。多功能節(jié)點(diǎn)/現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP不作為網(wǎng)關(guān)時(shí)可以支持20臺(tái)無(wú)線變送器(1秒刷新時(shí))或80臺(tái)無(wú)線儀表(大于1秒刷新時(shí))。
整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳送是依靠節(jié)點(diǎn)路由來(lái)實(shí)現(xiàn)的，無(wú)線變送器本身選擇路由功能時(shí)，需要消耗額外的電池能量，所以電池的壽命比較短，網(wǎng)絡(luò)的通訊時(shí)間滯后較大，無(wú)線變送器通訊速度較慢，從而無(wú)線變送器的刷新速度不可能做到很快。當(dāng)無(wú)線變送器本身不選擇路由功能時(shí)，可采用多功能節(jié)點(diǎn)路由方案，此時(shí)無(wú)線變送器的刷新速度快，電池的壽命長(zhǎng)。
2.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP(Field Device Access Point)(見圖3)僅支持ISA100無(wú)線變送器的無(wú)線通訊，設(shè)置路由功能的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表不僅可以無(wú)線傳輸自己的數(shù)據(jù)，也可以為相鄰的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行無(wú)線路由，并最終通過(guò)FDAP或多功能節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)同有線控制網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)采用雙天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保mesh多路徑通訊環(huán)境時(shí)無(wú)線數(shù)據(jù)可靠性；在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)之間或同無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的無(wú)線通訊距離為450m。
圖3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)
2.2 多功能節(jié)點(diǎn)
一個(gè)或多個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)(Multinode)(見圖4)構(gòu)建無(wú)線Mesh主干網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線變送器可以自動(dòng)選擇與任何一個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通訊。
圖4 多功能節(jié)點(diǎn)
Mesh主干網(wǎng)絡(luò)支持多種應(yīng)用，不僅支持同無(wú)線變送器的無(wú)線通訊，還支持移動(dòng)工作站、無(wú)線視頻監(jiān)視、無(wú)線讀表器、無(wú)線語(yǔ)音通話等等，同時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)Ethernet設(shè)備的無(wú)線轉(zhuǎn)接，即現(xiàn)場(chǎng)的第3方設(shè)備可以直接有線接入多功能節(jié)點(diǎn)從而進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，或者配置無(wú)線轉(zhuǎn)接模塊同多功能節(jié)點(diǎn)無(wú)線通訊。
每一個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為網(wǎng)關(guān)或配置冗余網(wǎng)關(guān)同DCS、PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，兩個(gè)10/100Mbps以太網(wǎng)通訊口可以同時(shí)接在一個(gè)交換機(jī)上，用于控制系統(tǒng)的通訊：Modbus、TCP/IP、OPC，或用于多功能節(jié)點(diǎn)之間的有線互聯(lián)，或用于轉(zhuǎn)接Modbus、RTU、TCP/IP設(shè)備進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
在現(xiàn)場(chǎng)變送器與多功能節(jié)點(diǎn)之間的傳感器網(wǎng)絡(luò)采用了SP100協(xié)議，而多功能節(jié)點(diǎn)之間以及Experion 移動(dòng)工作站、標(biāo)簽掃描儀等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與多功能節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用Wi-Fi(802.11X)協(xié)議。
變送器同多功能節(jié)點(diǎn)之間的通訊距離為610m(采用高增益天線時(shí)為3-4km)，2個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)之間的通訊距離為1km(采用高增益天線時(shí)為10km)。多功能節(jié)點(diǎn)可以安裝在危險(xiǎn)環(huán)境中，如Class 1 Division 2或Class 1 Division 1，防護(hù)等級(jí)IP66，多功能節(jié)點(diǎn)由外部24V 0.5A直流供電。
2.3 無(wú)線管理平臺(tái)
無(wú)線管理平臺(tái)(WDM)管理所有的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如ISA100.11a無(wú)線變送器、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP和多功能節(jié)點(diǎn)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。WDM承擔(dān)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)管理器以及安全管理器的角色，他用于初始化無(wú)線設(shè)備的組態(tài)，并存儲(chǔ)組態(tài)無(wú)線設(shè)備所需的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。他實(shí)現(xiàn)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表網(wǎng)絡(luò)的安全管理，生成、發(fā)布和管理所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加入無(wú)線安全網(wǎng)絡(luò)所需的安全密鑰。它還提供Modbus、HART、OPC和專有協(xié)議等數(shù)據(jù)集成通訊接口，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同DCS控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。
一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最多可支持40個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP和多功能節(jié)點(diǎn)，根據(jù)選擇刷新速度的不同，總計(jì)支持的無(wú)線變送器臺(tái)數(shù)可達(dá)800(1秒刷新時(shí))-3200(>1秒刷新時(shí))，可見一個(gè)無(wú)線管理平臺(tái)的規(guī)模能夠做到很大。
Honeywell OneWireless工業(yè)無(wú)線技術(shù)的特點(diǎn)
與其他類型的工業(yè)無(wú)線技術(shù)相比，Honeywell OneWireless具有如下特點(diǎn)：
1、一個(gè)無(wú)線平臺(tái)支持多種應(yīng)用，如過(guò)程參數(shù)的監(jiān)控、安全視頻監(jiān)視、流動(dòng)作業(yè)、移動(dòng)設(shè)備的即時(shí)定位、管道腐蝕監(jiān)測(cè)、設(shè)備狀態(tài)診斷(如振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、位移)等等；
2、一個(gè)無(wú)線平臺(tái)支持多種通訊協(xié)議，可以支持HART、Profibus、FF、Modbus(Serial和TCP)以及OPC等多個(gè)協(xié)議；
3、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備種類齊全，不僅有HART設(shè)備，還有4~20mA模擬設(shè)備、熱電偶、熱電阻、閥位、DI、DO，甚至還可以通過(guò)無(wú)線讀表器連接就地顯示圓形刻度盤的壓力表、真空表、溫度計(jì)，擴(kuò)展了無(wú)線解決方案涉及的產(chǎn)品系列；
4、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)除了包括常見的壓力、流量、溫度、物位外，還包括管道腐蝕監(jiān)測(cè)、設(shè)備狀態(tài)診斷(如振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、位移)等特殊參數(shù)；
5、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表的刷新速度快，目前可以設(shè)定為1s，未來(lái)可以達(dá)到0.25s，從而為無(wú)線傳送的參數(shù)用于重要場(chǎng)合的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制創(chuàng)造了條件；
6、傳輸距離遠(yuǎn)，變送器同多功能節(jié)點(diǎn)之間的通訊距離為610m~4km，2個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)之間的通訊距離為1km~10km，因此一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積可以達(dá)到數(shù)十平方公里；
7、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表電池的使用時(shí)間可以達(dá)到4.5年以上；
8、擴(kuò)展方便，規(guī)模可大可小，刷新速度1秒時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備為800臺(tái)，刷新速度30秒時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備為3200臺(tái)；
9、支持移動(dòng)設(shè)備如移動(dòng)工作站、IntelaTrac PKS無(wú)線手持巡檢設(shè)備(現(xiàn)場(chǎng)人員手持設(shè)備，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，執(zhí)行資產(chǎn)智能管理)；
10、通過(guò)XYR400E無(wú)線轉(zhuǎn)接模塊可以無(wú)線轉(zhuǎn)接如下協(xié)議的第3方設(shè)備：RS232、RS485、Ethernet，第3方設(shè)備如PLC、分析儀、照相機(jī)、報(bào)警盤等。
Honeywell OneWireless系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用
1、中石化鎮(zhèn)海煉化8公里乙烯運(yùn)輸管線
中石化鎮(zhèn)海煉化計(jì)劃修建一條低溫乙烯運(yùn)輸管線，總長(zhǎng)約7650m，連接裝卸碼頭和低溫罐區(qū)。乙烯運(yùn)輸溫度要求為-150℃至-100℃。為確保管線運(yùn)輸正常工作，需要對(duì)管線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。管線兩端約500m各有一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，其他5個(gè)測(cè)點(diǎn)分布為平均每隔1km一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，共有7個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)(其中2個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)為有線溫度變送器，5個(gè)測(cè)點(diǎn)采用無(wú)線溫度變送器)。管線溫度數(shù)據(jù)要求傳輸至低溫罐區(qū)控制室DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如果采用常規(guī)的有線方案，數(shù)公里外的溫度信號(hào)傳輸至DCS控制室，信號(hào)衰減已經(jīng)非常弱，不能正常測(cè)量。采用其他方案也存在設(shè)備昂貴、工程實(shí)施困難、后期維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題。
采用Honeywell公司的One Wireless工業(yè)無(wú)線解決方案，無(wú)需安裝電纜、橋架和接線，非常容易就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)乙烯管線的監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)配置如下：
多功能節(jié)點(diǎn)，3臺(tái)；無(wú)線溫度變送器，5臺(tái)；有線溫度變送器，2臺(tái)；熱電阻，7支；無(wú)線管理平臺(tái)，軟件25點(diǎn)；工作站，DELL D630；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)授權(quán)設(shè)備，XSK00
安裝在管線上的無(wú)線溫度變送器同多功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通訊，4臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線通訊構(gòu)建mesh無(wú)線主干網(wǎng)，位于低溫罐區(qū)的多功能節(jié)點(diǎn)M1作為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸至罐區(qū)DCS控制系統(tǒng)，采用Modbus RS485 同控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成，乙烯運(yùn)輸管線無(wú)線通訊系統(tǒng)示意圖見圖5，圖中，M1-M3為多功能節(jié)點(diǎn)，T1-T7為無(wú)線或有線溫度變送器。
圖5 乙烯運(yùn)輸管線無(wú)線通訊示意圖
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)多功能節(jié)點(diǎn)M1以用Modbus RS485接口同DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成，無(wú)線管理平臺(tái)，安裝在罐區(qū)控制室，完成如下功能：可視化監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通訊狀態(tài)；支持無(wú)線變送器在線遠(yuǎn)程組態(tài)；負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的診斷和安全管理。
2、中石油西固油庫(kù)
中石油西北銷售公司西固油庫(kù)改造項(xiàng)目中，要求做到以下幾點(diǎn)：在罐區(qū)增加輸油管路壓力測(cè)點(diǎn)；需要支持員工在鐵路棧橋作業(yè)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)獲取控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)錄入裝車數(shù)據(jù)和信息；需要實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)離控制室的北灘油庫(kù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
Honeywell為該項(xiàng)目提供無(wú)線設(shè)備包括：5臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)、20臺(tái)無(wú)線壓力變送器、4臺(tái)移動(dòng)工作站/RESS Server、無(wú)線管理平臺(tái)。
Honeywell還為該項(xiàng)目提供PKS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理系統(tǒng)、油品移動(dòng)系統(tǒng)、公路自動(dòng)付油系統(tǒng)、鐵路定量裝車系統(tǒng)、訂單管理系統(tǒng)、在線設(shè)備管理系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線通訊及廣播系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和績(jī)效管理系統(tǒng)。
通過(guò)5個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)同時(shí)支持3個(gè)無(wú)線應(yīng)用：
① 支持4個(gè)移動(dòng)工作站，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)，實(shí)時(shí)瀏覽PKS控制系統(tǒng)畫面、組態(tài)、報(bào)表、報(bào)警等，以及輸入鐵路裝卸站臺(tái)的過(guò)程數(shù)據(jù)；
② 支持同30臺(tái)無(wú)線壓力變送器的通訊和過(guò)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；
③ 用Modbus TCP將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有線接入北灘油庫(kù)計(jì)量PLC控制系統(tǒng)和西固油庫(kù)PKS控制系統(tǒng)。
西固油庫(kù)無(wú)線通訊結(jié)構(gòu)見圖6。
圖6 西固油庫(kù)無(wú)線通訊示意圖
無(wú)線技術(shù)將過(guò)程自動(dòng)化延伸到了控制室之外。Honeywell的移動(dòng)工作站是第一款實(shí)現(xiàn)無(wú)線移動(dòng)生產(chǎn)的解決方案，該方案將關(guān)鍵過(guò)程信息、歷史數(shù)據(jù)、圖片以及其他關(guān)鍵功能的獲取范疇進(jìn)一步延伸到了現(xiàn)場(chǎng)。
圖7 移動(dòng)工作站
移動(dòng)工作站高效移動(dòng)解決方案，支持在現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)。經(jīng)認(rèn)證可以用于危險(xiǎn)環(huán)境的耐用型移動(dòng)工作站，支持工作人員在鐵路裝卸碼頭現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)無(wú)線的方式訪問(wèn)Experion PKS SCADA控制系統(tǒng)的關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、圖形、過(guò)程畫面、維護(hù)信息和其它重要數(shù)據(jù)(見圖7)，也可以直接輸入過(guò)程參數(shù)。通過(guò)移動(dòng)工作站，運(yùn)行入員可以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)操作對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響。
無(wú)線變送器可以自動(dòng)選擇同多功能節(jié)點(diǎn)M2、M3、M4或M1進(jìn)行無(wú)線通訊，多功能節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線通訊構(gòu)建mesh無(wú)線主干網(wǎng)，位于控制室附近的多功能節(jié)點(diǎn)M1作為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)傳輸至PKS控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)集成。北灘油庫(kù)計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)附近安裝一個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)M5，有線接入北灘油庫(kù)計(jì)量系統(tǒng)。M5可以通過(guò)無(wú)線骨干網(wǎng)絡(luò)通訊，將數(shù)據(jù)傳至無(wú)線網(wǎng)關(guān)M1，實(shí)現(xiàn)同西固油庫(kù)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，從而使北灘油庫(kù)PLC計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以無(wú)線方式采集到PKS控制系統(tǒng)。
4、重慶錦湖化工廠回轉(zhuǎn)窯
重慶錦湖化工廠worlsey回轉(zhuǎn)窯上有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，以往采用滑環(huán)的方式從轉(zhuǎn)動(dòng)的窯體上引出測(cè)溫信號(hào)，由于接觸不好，信號(hào)不穩(wěn)定，影響測(cè)溫效果，故采用無(wú)線方案。16臺(tái)無(wú)線溫度變送器自動(dòng)選擇同多功能節(jié)點(diǎn)M1、M2進(jìn)行無(wú)線通訊，位于控制室附近的多功能節(jié)點(diǎn)M1作為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)及無(wú)線管理平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)集成。
圖8 錦湖化工廠worlsey回轉(zhuǎn)窯無(wú)線通訊結(jié)構(gòu)
Honeywell One Wireless啟動(dòng)套件
Honeywell One Wireless啟動(dòng)套件為您全面介紹了Honeywell工業(yè)無(wú)線解決方案，該啟動(dòng)套件包括兩個(gè)Honeywell XYR 6000無(wú)線變送器，可支持在傳統(tǒng)硬接線變送器執(zhí)行起來(lái)相當(dāng)昂貴、困難或耗時(shí)的區(qū)域提供自動(dòng)監(jiān)視功能。如果您希望在該套件所包含的變送器中另外增加傳感器，還可以增加表壓、絕壓、差壓、溫度和腐蝕狀況的設(shè)備。啟動(dòng)套件中包括一個(gè)與傳感器進(jìn)行無(wú)線通信的多功能節(jié)點(diǎn)，從而構(gòu)成一個(gè)可控制的、安全的冗余無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。此外，多功能節(jié)點(diǎn)還與霍尼韋爾基于PC的無(wú)線服務(wù)器相連接，提供了組態(tài)性能，并實(shí)現(xiàn)了與控制系統(tǒng)之間的通信。
通常一個(gè)Honeywell One Wireless啟動(dòng)套件的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)間只需20min。
