智能無(wú)線技術(shù)在電廠除灰系統(tǒng)的應(yīng)用
1 系統(tǒng)概況
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188367.htm華能上海石洞口第一電廠除灰系統(tǒng)主要由倉(cāng)泵出灰和灰?guī)斓?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/系統(tǒng)">系統(tǒng)構(gòu)成,系統(tǒng)控制由PLC完成。由于歷史原因,除灰控制系統(tǒng)原先并不屬熱控管轄范圍,系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念陳舊,模擬量信號(hào)少,自動(dòng)化水平較低。
2008年熱控專業(yè)對(duì)除灰控制系統(tǒng)進(jìn)行了一次改造,控制范圍囊括了四臺(tái)爐的氣力輸灰、灰?guī)臁⒒覞{系統(tǒng)。上位機(jī)HMI部分改為標(biāo)準(zhǔn)的客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),配置六個(gè)客戶端,
兩個(gè)冗余服務(wù)器,一個(gè)工程師站和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。運(yùn)行人員在客戶端進(jìn)行操作,畫面由服務(wù)器提供,工程師站修改程序和畫面。任何修改只要在工程師站完成,運(yùn)行人員只要切換畫面就能對(duì)操作畫面進(jìn)行更新,不需要重啟計(jì)算機(jī)。
為了提升除灰系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,這一輪改造后,熱控專業(yè)又著手對(duì)就地設(shè)備進(jìn)行完善。但由于原除灰系統(tǒng)自動(dòng)化水平低,運(yùn)行人員長(zhǎng)期手動(dòng)操作,無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提出控制要求。因此我們通過(guò)對(duì)就地設(shè)備的觀察,決定增加庫(kù)頂風(fēng)機(jī)壓差信號(hào)、庫(kù)底流化風(fēng)機(jī)和斜槽流化風(fēng)機(jī)壓力信號(hào)。
2 應(yīng)用工程簡(jiǎn)介
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,近年來(lái),無(wú)線技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,過(guò)程控制領(lǐng)域出現(xiàn)了諸多無(wú)線設(shè)備,如無(wú)線壓力、差壓變送器、溫度變送器、無(wú)線定位器等。艾默生的智能無(wú)線技術(shù)就是其中的一個(gè)代表。華能上海石洞口第一電廠熱控專業(yè)一貫關(guān)注新技術(shù),考慮到此次改造在灰?guī)焐戏笤O(shè)電纜確實(shí)比較困難,因此決定嘗試一下無(wú)線這樣的新技術(shù)。由于發(fā)電廠普遍采用艾默生的羅斯蒙特變送器,我們此次還是選擇了羅斯蒙特?zé)o線變送器。艾默生以合理的價(jià)格提供了無(wú)線變送器及相關(guān)設(shè)備。
無(wú)線硬件由無(wú)線變送器和無(wú)線網(wǎng)關(guān)1420構(gòu)成,單個(gè)無(wú)線設(shè)備之間的可視距離可以達(dá)到228米,無(wú)線網(wǎng)關(guān)和上位控制系統(tǒng)之間有線連接,通訊方式有Modbus 485、Modbus TCP/IP及OPC。上面是羅斯蒙特提供的無(wú)線技術(shù)方案示意圖,整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的改造方案最初設(shè)計(jì)九臺(tái)變送器,后來(lái)由于設(shè)計(jì)方案的變動(dòng)只用了五臺(tái)。設(shè)備到貨后,整個(gè)無(wú)線設(shè)備系統(tǒng)的安裝與調(diào)試完全由熱控工程師完成,期間只是就相關(guān)技術(shù)問(wèn)題咨詢了艾默生相關(guān)技術(shù)人員。至此,我們?cè)谏虾5碾娏ο到y(tǒng)做了第一個(gè)無(wú)線樣板工程。
3 無(wú)線通訊和系統(tǒng)安全性
3.1 無(wú)線頻率
通常使用的與過(guò)程工業(yè)相關(guān)的ISM頻段有三個(gè):900MHz、868MHz以及2.4GHz。900MHz頻率最常用于美國(guó),868MHz頻段可以在歐洲大部分地區(qū)用于ISM通信,2.4GHz頻段則在全球范圍內(nèi)適用。2.4GHz頻段實(shí)際上包括了從2.4GHz到2.4835GHz區(qū)間,同時(shí),2.4GHz頻段也是Wi-Fi工作頻段。智能無(wú)線技術(shù)就工作在這個(gè)頻段。
3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可靠性與安全性
智能無(wú)線技術(shù)的一大特點(diǎn)是采用了自組織網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而不是常見的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,每一臺(tái)設(shè)備直接與網(wǎng)關(guān)通訊,設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間的通訊路徑要求完全可視,而這在現(xiàn)場(chǎng)是比較難以做到的;網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,每一臺(tái)無(wú)線設(shè)備都可以作為其他無(wú)線設(shè)備的中繼路由,設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間無(wú)需完全可視。同時(shí)自組織特性保證了網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備至少有兩個(gè)通訊路徑,一旦其中的一條通信路徑由于某種原因被中斷,網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)利用其它的路徑進(jìn)行通訊,從而確保了智能無(wú)線技術(shù)在復(fù)雜的工廠環(huán)境中依然可靠。
智能無(wú)線技術(shù)將2.4GHz頻段分成16個(gè)更窄的頻段,并采用跳頻技術(shù),如果在其中的一個(gè)頻段檢測(cè)到干擾,網(wǎng)絡(luò)通訊將切換到另外一個(gè)頻段。同時(shí)智能無(wú)線技術(shù)內(nèi)置了數(shù)據(jù)加密與校驗(yàn),發(fā)送設(shè)備與接受設(shè)備之間也需要身份驗(yàn)證,數(shù)據(jù)的訪問(wèn)也需要相應(yīng)的權(quán)限才能進(jìn)行。
此外,值得一提的是,智能無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完全由電池供電,這得益于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行的低功耗改造,使得無(wú)線裝置可以在現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)工作數(shù)年而不用更換電池。其次,其采用的電池包含多項(xiàng)專利,具有本安、防短路等多項(xiàng)特性,可以在危險(xiǎn)環(huán)境中隨意更換而無(wú)需采取特殊安全措施。
4 實(shí)施方案
4.1 廠家自身系統(tǒng)的連接
智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由無(wú)線變送器和1420無(wú)線網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。在完成簡(jiǎn)單的配置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝后,1420網(wǎng)關(guān)接通24VDC電源,變送器裝上電池,整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就可以自動(dòng)上線。
評(píng)論