无线通讯技术在输油泵站液位控制中的运用论文
2020-01-22 09:53:01 60
目前，无线数据通信技术在工业控制应用中正在升温，并且无线通信在各个行业中正在加深。无线通信技术取代了数据电缆，从而完成了点对点或点对多点的数据通信。传统的信号电缆方式具有传输速度快，信号之间隔离度好的优点，但是其结构和接线工作量大，检查和维修非常不便。随着微电子技术的不断发展，无线数据传输技术已越来越普及和应用。当前，常用的无线数据通信技术主要包括超宽带通信技术，NFC（近场通信），RFID（射频识别），LTE（长期演进，长期演进）和4G等，主要是在工业系统中使用RFID和NFC技术。
我们单位的污水处理系统是后置设备。原始DCS系统中没有信号收集点。污水箱距离控制中心较远，不可能及时了解和控制污水水位。由于站内的地面已经硬化，因此很难重新布线。根据现场情况，计划使用无线通信转换模块和微机，并配合无线数据传输技术，实现现场污水位信号的采集和监控管理。
系统设计组成：现场处理介质为污水，液位计采用输入静压液位变送器，输出信号为RS485；污水箱与控制中心之间的距离约为460米，中间间隔有2个塞子。选择SRWF-108微型电源无线数据传输模块作为墙上的通信模块。接收器使用RS485到4-20MA转换模块访问ABB的AI模块，OPTO22通信模块和路由器，以在微机上显示收集的液位数据。
1现场部件
1.1现场液位计
选择星型仪器CYW11输入型静压液位变送器传感器，采用进口扩散硅压敏元件和先进的隔膜隔离技术具有更好的防粘连和防污性能。稳定性好，响应速度快，更适合混浊的水体，污水箱的深度为5米，电缆输入类型更具成本效益。直流电源24V精度0.25％FS，响应频率≤500HZ，防护等级IP68，输出信号：RS458;标准Modbus-RTU协议（03功能）；串行数据格式：9600bps。 N，8，1;输出从0到2000的数据。
1.2现场无线数据模块
SRWF-108型微功率无线数据传输模块是上海三瑞电子科技有限公司的高效利用结合高性能无线射频IC的FEC前向纠错技术结合了高速微处理器的高速微处理器已经开发了一种无线通信模块。无线通信模块抗干扰能力强，传输完全透明，体积小，功耗低，传输距离长。它不需要任何编码技术。
功能1。微传输功率：最大传输功率为30dbm（1W），抗干扰能力强2. ISM频段工作频率，载波频率429-438MHz，还可以提供315/868 / 915MHz等载波频率。 3.误码率低。基于FSK的调制方法，采用高效的通信协议，信道误码率为10-2。 4.传输距离长。在视线范围内，天线高度> 3米，可靠的传输距离> 3000m（BER = 10-3 / 1200bps）。 5.灵活的接口，该模块包含3种接口方法。该系统使用RS485模式与现场仪器通讯，速率为96,000。
1.3现场电源
明纬双路输出5V / 3A，24V / 1.8A开关电源型号D-60B双路输出开关电源，提供给现场液位计的24V电压； 5V提供给现场无线传输数据模块。
2接收部分
（1）使用SRWF-108微功率无线数据传输模块并将其设置为接收状态，以确保传输速率与发射器一致。
（2）数模转换模块：DAM-DA是一种模拟输出模块，支持一个RS485和一个RS232输入，并支持0-10V，0-5V，4-20ma，0- 20ma等模拟音量输出，采用12Bit高精度DAC芯片，输出精度为0.1％（千分之一），支持标准MODBUS-RTU协议和自定义ASCII协议。模拟输出端与通信端之间光电隔离，隔离电压为2500V，可有效防止现场干扰，确保系统稳定可靠。
（3）接收端的电源与现场的电源相同。
（4）ABB的AI模块：采用AI810-eA，模拟量输入模块0 / 4-20mA，0 / 2-10V1 * 8通道；通过OPTO22通信模块访问DCS系统的控制器，路由器将监视数据显示给微机。
3 SCADA系统
SCADA系统软件，用于在DOS，VMS和UNIX系统中运行。近年来，几乎所有SCADA系统都可以转移到Windows NT和Linux。在系统下运行，可以在一定程度上降低系统软件成本，但对于安全性要求较高的场合，仍然有必要选择UNIX系统。作为一种折衷方法，通常服务器使用UNIX系统，而工作站使用Windows NT系统。 。
在SCADA系统中，控制中心数据服务器和站控制PLC / RTU之间通过内部工业专用线路进行远程通信。通信协议是IEC870-5标准通信协议；控制中心数据服务器和所有本地工作站在站控制的PLC / RTU与本地操作员工作站之间，TCP / IP，OPC或Modbus协议用于相应局域网上的数据通信。上层计算机软件语言由ABB制造商的特殊视觉编程软件编辑，用于系统配置和地址分配。它具有强大的人机界面，便于数据传输和控制，并且具有良好的扩展性。由于篇幅所限，不再包含它。
4污水泵的控制
根据实际情况，液位控制部分不再进入SCADA系统。 SCADA系统仅提供数据显示和极限报警功能。当液位达到警报值时，在微型计算机上发出警报（可以消除警报声）后，使用员工的手持式远程开关远程控制污水泵的启动和停止。节省一组AD模块并降低整个系统的成本。
5结束语
无线数据传输技术在测量和控制领域中的应用越来越广泛。该技术的最大特点是通信双方都无需布线，并且易于维护。低，易于使用，良好的可扩展性。无线数据传输技术为连接测量和控制仪器提供了灵活的结构设计解决方案。本文主要介绍一个在设计和调整需要扩展和收集的数据时较便宜的实现方式的实际示例，这反映了无线数据传输技术在测控系统中的灵活扩展。
