一文看懂实时控制——无线技术在工业领域应用的新趋势.doc

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1、一文看懂实时控制——无线技术在工业领域应用的新趋势　　尽管目前无线技术主要用于监控和诊断，但随着能源收集、无线适配器以及先进控制算法等领域的发展，无线技术将适用于更多应用的实时控制。　　一文看懂实时控制——无线技术在工业领域应用的新趋势　　尽管目前无线技术主要用于监控和诊断，但随着能源收集、无线适配器以及先进控制算法等领域的发展，无线技术将适用于更多应用的实时控制。　　一文看懂实时控制——无线技术在工业领域应用的新趋势　　尽管目前无线技术主要用于监控和诊断，但随着能源收集、无线适配器以及先进控制算法等领域的发展，无线技术将适用于更多应用的实时控制。　　

2、　　无线传感技术正被用在全球数以万计的过程工业的应用当中，而且制造商反映无线网络的需求很大，是工业领域中增长快速的一个部分。将仪表与过程工业的控制和监控系统连接起来，普遍使用了来自于FieldComm集团的WirelessHART技术以及国际自动化学会（ISA）的ISA100标准。　　尽管无线技术主要用于监控设备和诊断问题，但目前的趋势显示很快就会在更大的范围内使用无线控制了，特别是有了新工具以后，网络设置和使用会更加简便。使用无线设备的好处　　使用无线技术的首要理由是低成本。相比较之下，安装无线变送器并将其与控制系统连接的成本仅仅是使用有线变送器的一

3、小部分。安装一台无线变送器并与控制系统连接的成本仅仅是有线变送器的五分之一到三分之一。　　使用无线技术的另一个主要原因是安装简便，特别是使用电池供电的无线变送器。无线变送器不需要通过信号线将信息传送给相应的无线网关，无线网关需要通过硬接线与一个或多个控制监控系统连接。电池供电的设备不需要供电接线，因此事实上它们可以安装在任何地方、对任何设备进行监控。　　这意味着例如蒸汽疏水阀（请见图1）、热交换器、泵、压缩机以及泄压阀都可以通过无线轻松地监控。在许多情况下，采用有线仪表对这些设备进行监控太昂贵了，通常是因为它们所处的位置没有可以用于接线的设施。　　　　

4、图1：监控蒸汽疏水阀的一台罗斯蒙特708无线声波变送器可以安装在那些对于有线仪表接线安装来说太贵或太困难的位置。　　无线设备真的可以在偏远的地点工作，例如海上平台、井口、抽水站、泵站、管线、罐区、以及石油终端。在这些情况下，无线仪表连接到一个网关上，网关可以通过硬接线连接到本地的控制监控系统。网关也可以通过硬接线连接到长距离无线传输系统上。　　低成本和安装简便的特点，让无线技术能够更好地满足工厂优化生产、节约能源、提高效率以及降低维护成本等需求。　　例如，无线传感器和专属的软件（请见图2）可以检测蒸汽疏水阀的问题。这些系统能够诊断故障、确定可能的诱因、

5、并且通知维护人员有一台设备即将故障或运行不规律。当维护人员进入工厂进行故障排除时，会对问题了然于心。与此类似，因为WirelessHART为工厂工程师和技术人员提供了访问HART仪表上所有诊断和状态信息的功能，使他们可以在问题导致工艺停机之前检测到未解决的问题。　　　　图2：无线蒸汽疏水阀声波传感器与艾默生的资产监控应用软件组合在一起，使用传感器的数据提供可操作的信息并且在小故障恶化成大问题之前将其发现。用于快速过程控制的无线技术　　到目前为止，无线技术几乎无一例外地用于监控和维护目的，主要是因为其数据更新速率。为了保证电池寿命，大部分工厂将无线变送器

6、的更新时间设置到与有线变送器相比较低的速率。如果更新速率设置为每8秒钟一次，电池可以使用5到7年。不幸的是，8秒的更新速率不适用于控制快速过程，例如流体或气流。　　如果不考虑更新速率，无线技术已经可以用于快速过程控制。例如，无线技术正在用于偏远罐体的防溢流控制。如果无线液位计检测到可能发生溢流的状况，控制系统向安装了无线适配器的阀门执行机构发送一个信号来切断流量。在墨西哥，使用无线方式关闭远程泵的工作正在进行当中。近期的技术发展和应用趋势，使得无线技术更加适合一些应用场合的实时控制。无线控制的新发展　　各种技术进步和发展正汇聚到一起让无线控制在工业领域

7、的应用变得越来越可行。　　能源收集能够将在过程工厂里发现的能源转化成无线设备可以使用的电能。最近发布的热能收集器是一款设计用来为无线仪表供电的能源收集设备（请见图3）。热能源收集器利用工业热源与环境空气之间的温度差来发电。　　　　图3：热能源收集器利用工业热源与环境空气之间的温度差来发电。　　在工厂中耗能比较大的旋转设备（例如电机、风机、压缩机和泵）以及运载蒸汽或其他加热的过程流体的管道上到处都可以发现热源。多种配置可以用于大范围的各种可能的热源，包括温度高达450摄氏度的平面或圆柱体面。由于热能收集解决方案用电池供电，它们在供电冗余方面有额外的安全保

8、障，即在能源收集过程中发生热量中断的情况下电池可以继续供电。　　　　表1：有了能源收集，一台无