無線儀表在和利時(shí)DCS系統(tǒng)平臺(tái)中的應(yīng)用

蔣天躍++丁慧玲

摘 要：DCS是英文Distributed Control System的簡稱，譯為中文是“分散控制系統(tǒng)”，也可以叫做“分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”，突出特點(diǎn)是集中式管理和分散式控制，它是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而高度集中的一個(gè)產(chǎn)物。由于其智能、高效的管理，在工業(yè)控制，特別是在化工生產(chǎn)、電力、冶金等方面有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無線儀表；分散控制系統(tǒng)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TN9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）11-156-2

0 引言

開磷集團(tuán)大部分的DCS系統(tǒng)都是和利時(shí)和浙江中控的，最近我們公司硫酸某車間剛剛進(jìn)行了技術(shù)改造，對(duì)生產(chǎn)過程中的低溫?zé)徇M(jìn)行回收，由于是技術(shù)改造，要加入的儀表很分散，也有很多控制點(diǎn)的儀表通信電纜鋪設(shè)很困難，而且環(huán)境很惡劣，后來公司決定使用無線儀表。由于儀表是通過電磁波來傳輸介質(zhì)的，消除有線基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)和建設(shè)的復(fù)雜性，而且無線儀表不受地域和空間的影響，傳輸距離遠(yuǎn)。通過以無線方式監(jiān)測(cè)更多設(shè)備以預(yù)測(cè)設(shè)備故障，數(shù)據(jù)可靠性高于99%，資金節(jié)省40-60%，覆蓋最遠(yuǎn)程區(qū)域并保持全程。并且儀表的電池有壽命，儀表有十年穩(wěn)定性，售后有十二年有限質(zhì)保。

下面是基于無線儀表的DCS系統(tǒng)體系（圖1）

艾默生羅斯蒙特Gateway1420智能無線網(wǎng)關(guān)，又名羅斯蒙特708無線聲波變送器。無線儀表是通過WirelessHART將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線網(wǎng)關(guān)中，無線網(wǎng)關(guān)可以輕松通過以太局域網(wǎng)連接集成到控制系統(tǒng)（和利時(shí)DCS系統(tǒng)）中去，而且無線網(wǎng)關(guān)能夠在不斷變化的環(huán)境中自動(dòng)管理無線通訊，如圖1所示，如果無線儀表離無線網(wǎng)關(guān)的距離較遠(yuǎn)，那么較遠(yuǎn)儀表會(huì)通過較近的儀表將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線網(wǎng)關(guān)。

以下為無線儀表與有線儀表的數(shù)據(jù)傳輸過程：（圖2）

從圖中可以看出，所有的數(shù)據(jù)都是要最終到達(dá)控制站，然后服務(wù)器站通過以太局域網(wǎng)去讀取控制站的數(shù)據(jù)，進(jìn)而所有的操作員站再去讀取服務(wù)器站的數(shù)據(jù)。有線和無線的傳輸在到達(dá)控制站之前的傳輸方式是不同的。但是他們之間是不沖突的，也就是說，有線儀表和無線儀表可以完美的運(yùn)行在同一個(gè)DCS系統(tǒng)平臺(tái)中，這樣無線儀表可以是對(duì)有線儀表的DCS系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。對(duì)一些環(huán)境惡劣，運(yùn)行環(huán)境比較危險(xiǎn)，現(xiàn)場操作員無法涉足的地方，無線儀表的作用尤為突出。

1 OPC服務(wù)器的設(shè)置

首先用一根網(wǎng)線把DCS系統(tǒng)服務(wù)器站監(jiān)控電腦與無線網(wǎng)關(guān)連接起來，然后用瀏覽器通過IP（192.168.1.10）訪問無線網(wǎng)關(guān)，在彈出的網(wǎng)頁中安裝數(shù)字證書。接著就可以安裝OPC服務(wù)器軟件Security Setup，安裝完畢后，加入一個(gè)OPC Proxy（代理），將這個(gè)OPC代理的地址設(shè)置為網(wǎng)關(guān)的IP，接著將這個(gè)代理更換證書，它會(huì)自動(dòng)尋找到剛才安裝的證書，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)檫@是企業(yè)的授權(quán)證書，否則OPC服務(wù)器不能使用。設(shè)置完成之后，要點(diǎn)擊保存，這時(shí)OPC服務(wù)器的狀態(tài)就是Good，OPC服務(wù)器就設(shè)置完成了。

2 無線儀表的設(shè)置

化工企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)要用到很多儀表，溫度、壓力、液位、流量等等，而每一個(gè)儀表都有自己的名字——位號(hào)，然后才能顯示在監(jiān)控畫面中，而無線儀表也不列外，但是有線儀表的位號(hào)無需對(duì)儀表本身進(jìn)行設(shè)置，只需對(duì)I/O模塊的通道設(shè)置就可以了，這些都需要在系統(tǒng)軟件的底層進(jìn)行設(shè)置，而這些無線的位號(hào)只是顯示在OPC客戶端上，而在DCS系統(tǒng)中的位號(hào)可以另外設(shè)置，也可以相同。而無線儀表的位號(hào)需要475 現(xiàn)場通訊器來設(shè)置，475 現(xiàn)場通訊器支持HART和Ff現(xiàn)場總線協(xié)議。設(shè)置時(shí)需要注意，要首先在剛才的電腦上用瀏覽器通過IP訪問網(wǎng)關(guān)，查詢?cè)摼W(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)ID和加入該網(wǎng)絡(luò)的密碼，然后對(duì)該無線儀表進(jìn)行位號(hào)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，這樣該儀表就加入到了這個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中。加入到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)之后，就可以訪問網(wǎng)關(guān)，把你要加入的數(shù)據(jù)添加傳送列表中，進(jìn)而傳送到OPC服務(wù)器中去，而且通過IP訪問網(wǎng)關(guān)時(shí)，你可以查看無線儀表的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。無線儀表的PV、SV、QV和TV便是不同的參數(shù)，其中PV表示無線儀表終端外接的壓力、溫度和液位等儀表的傳送數(shù)據(jù)，TV是無線儀表終端內(nèi)置環(huán)境溫度傳感器的檢測(cè)數(shù)值，QV表示無線儀表終端工作的實(shí)時(shí)電壓。在生產(chǎn)中PV就是我們要監(jiān)控的數(shù)據(jù)。

3 OPCClient的設(shè)置

OPC服務(wù)器設(shè)置完畢之后，這時(shí)候要安裝和利時(shí)的OPC客戶端了（Hollysys OPCClient），這款軟件是和利時(shí)專門為自家的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過這款軟件可以讀取大部分廠家OPC服務(wù)器的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)通過服務(wù)器站傳送到和利時(shí)的控制站。安裝完畢后，連接OPC服務(wù)器，刷新列表之后，電腦上安裝的所有OPC服務(wù)器都會(huì)顯示在下面，這時(shí)候選擇Emerson的服務(wù)器。選擇完服務(wù)器之后就可以增加標(biāo)簽，OPC客戶端會(huì)自動(dòng)尋找到OPC服務(wù)器中的參數(shù)數(shù)據(jù)，此時(shí)你就可以選擇你想看到的監(jiān)控參數(shù)。設(shè)置完后，就可以看到這些參數(shù)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)了。注意一點(diǎn)，在設(shè)置點(diǎn)通信方向時(shí)，我們要選擇寫入MACSV，也就是寫入控制器站，這樣為我們以后在DCS系統(tǒng)上接收數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。

4 DCS系統(tǒng)的設(shè)置

從這里開始，無線儀表就和有線儀表的設(shè)置基本相同了。在DCS設(shè)置里有線儀表的位號(hào)是通過在設(shè)備組態(tài)里面加入相應(yīng)的AI、AO、DI和DO模塊，然后以相應(yīng)的通道對(duì)其進(jìn)行一一分配，也就是他們擁有了自己的地址，它們的位號(hào)和地址也就一一對(duì)應(yīng)了，以免數(shù)據(jù)發(fā)生沖突和紊亂，在監(jiān)控圖里，我們就可以把一些圖像與相應(yīng)的位號(hào)進(jìn)行鏈接，編譯完下載完成后，我們?cè)诒O(jiān)控圖里面就可以通過位號(hào)來讀取服務(wù)器站中的數(shù)據(jù)。

5 有線儀表與無線儀表的區(qū)別

表1就是有線儀表和無線儀表在DCS平臺(tái)上的主要區(qū)別：

從表1和圖示中可以看出，無線儀表與有限儀表的數(shù)據(jù)都是傳輸?shù)組ACSV控制器中，最后一起傳輸?shù)椒?wù)器站，都是通過主控電腦的畫面顯示出來，從表面上看，監(jiān)控畫面中與有線儀表顯示是一樣的風(fēng)格，并沒有什么不同。所以對(duì)操作人員來說并沒有什么威脅感，他們也并不需要額外的學(xué)習(xí)什么。

6 結(jié)束語

無線儀表已經(jīng)在開磷的多個(gè)生產(chǎn)片區(qū)運(yùn)行，一年多來，系統(tǒng)表現(xiàn)良好，穩(wěn)定性高。由于很多片區(qū)有很多煙囪和一些有可能產(chǎn)生有毒氣體而人員比較難到達(dá)的地方，就非常需要這樣的無線儀表，煙囪很高敷設(shè)電纜線很不方便。有毒有害的氣體或者液體片區(qū)，有線儀表電纜線等容易被氣體或液體腐蝕，很長的電纜線一旦出問題，對(duì)檢修人員來說是最頭疼的事，檢修很不方便，也很容易造成人身傷害，造成安全事故還有就是儀表的傳輸介質(zhì)是有電磁波傳輸?shù)?，受環(huán)境和地理位置影響較大，一旦現(xiàn)場的電磁波受到強(qiáng)磁場的影響，或者傳輸距離太遠(yuǎn)，都會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸。所以說，無線儀表的檢測(cè)數(shù)據(jù)一般對(duì)實(shí)時(shí)性要求不太高，平時(shí)不參加聯(lián)鎖的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

但是，隨著科技的不斷進(jìn)步，無線儀表的使用范圍會(huì)越來越大，對(duì)無線儀表加入一些新科技新技術(shù)，勢(shì)必會(huì)無縫的融到現(xiàn)有的DCS控制系統(tǒng)之中，成為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要組成部分。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 吳鋒.大型乙烯項(xiàng)目罐區(qū)中的應(yīng)用[J].乙烯工業(yè)，2013，25（2）：13-16.

[2] 王利君，等.工業(yè)無線儀表系統(tǒng)在乙烯工程中的規(guī)?；瘧?yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2014，50（2）.