第二十六章工业无线WIA网络在化工领域的应用实例

TechnologyofIndustrialWirelessCommunication242011.2第二十六章引言[编者按]工业无线技术将降低工业测控系统成本、扩展其应用范围，是未来几年工业自动化产品新的增长点。“十一五”期间，我国自主研发的用于工业过程自动化的无线网络标准WIA-PA，经过IEC成员国投票认定，已进入国际IEC标准体系，成为国际上主流的工业无线技术标准。这标志我国的自主技术在工业无线的激烈国际竞争中，得到了认可，取得了先机。“十二五”是工业无线技术市场化应用的关键时期，技术的系统化、实用化将是这一阶段发展的重点。主要任务是在前期技术攻关的基础上，面向系统应用，提升WIA工业无线网络的性能指标，完善WIA标准体系，针对冶金、石化企业精细能源管理，电机能效分析与故障诊断等工业节能降耗重大需求，研发基于WIA的工业无线测控系统，实现规模化应用；同时，拓展研究面向车间级的工业无线WIA-FA新技术。我们将继续通过本专题向大家介绍我国工业无线技术的最新研究进展，相信通过大家对这个专题的关注会促使我们不断完善WIA工业无线技术及其在各个行业的应用模式，进而推动我国具有自主知识产权工业无线技术的蓬勃发展。工业无线通信技术TechnologyofIndustrialWirelessCommunication[1]【摘要】【关键词】Abstract:ThepaperintroducedaspecificapplicationofWIA-PAinchemicalindustry.Afteranalyzingtherealdemandofchemicalfactory,theWIA-PA,whichincludingwirelesstemperatureandpressuretransmitter,wirelessactuatorof4-20mA,andconnectedtothecontrolsystemviaModbusprotocol,isimplemented.TheeffectofactualoperationshowsWIA-PAnetworkshaveawonderfulperformance.Meanwhile,thisisthefirsttimeforWIA-PAtobeappliedforcontrolsystem,anditisalsoabraveattempt.ThesystemshowsthatWIAnetworkappliedinnon–criticalcontrolsystemshaveagoodeffect.Keywords:WIA-PAChemicalIndustrialModbus本文介绍了WIA-PA网络在化工行业的一个具体应用实例。通过对化工厂的实际需求进行分析之后，实施了WIA网络，包括无线的温度、压力变送器，无线4-20mA执行器，并且通过modbus协议接入到控制系统。实际运行的效果表明，WIA-PA网络用于过程工业中，具有得天独厚的优势。同时，该系统中首次将WIA网络用于控制，也做了一次大胆的尝试，从结果上看，WIA网络用在一些非关键控制中，也具有良好的效果。WIA-PA化工Modbus工业无线WIA网络在化工领域的应用实例Chapter26:ExampleoftheApplicationofWIAinChemicalIndustry张琼1王红艳2白冰颖3（1.，1100162.1170023.114002）ZhangQiong1WangHongyan2BaiBingying3(1.ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Shenyang1100162.BengangSteelPlatesCo.,Ltd.,Benxi1170023.ACRECoking&RefractoryEngineeringConsultingCorporation,MCC,Anshan114002)工业无线通信技术252011.25%-7%7%-10%2-4WIA(WirelessNetworksforIndustrialAutomation)8632007WIA-PA(WirelessNetworksforIndustrialAutomation–ProcessAutomation)WIAWIA[2]WIA-PA20081031(InternationalElectrotechnicalCommissionIEC)96%IEC/PAS62601WIA-PAWIA-PA2,6-WIA-PAWIA-PA200611202602m220002,6-2,6-WIA-PAWIA-PAWIA-PAWIA-PA2,6-WIA-PA1WIA-PA网络原理与结构WIA-PAWIA-PA1MACIEEE802.15.4图1WIA-PA协议架构WIA-PATDMATechnologyofIndustrialWirelessCommunication262011.2Mesh2系统实现2.1应用背景2,6-DCSDCS2.2工艺要求2,6-2,6-21)2)DCSPID4-20mAa)b)图2反应部分工艺流程3图3精馏部分工艺流程1)24-20mA2)33)14)11)34-20mA2)33)14)15)21)34-20mA2)33)14)15)2工业无线通信技术272011.21)14-20mA2)23)12.3系统组成WIA-PADCSRS485modbusRTUWIA-PARS485DCSModbusWIA-PADCSmodbusPIDmodbusWIA-PA13WIA-PADCS1433444-20mA134图4安装现场及仪表5图5无线网络拓扑WIA-PA1500m(1)QoS(2)(3)2(4)(5)ModbusDCSDCSTechnologyofIndustrialWirelessCommunication282011.2WIA-PA(6)WIA-PAModbusRTUModbusRTUDCS3性能、应用效果和经济效益分析3.1系统性能201011,,,,(1)0.510022(2)99%100DCSI/O1s99%8867图6上行接收成功率图7下行发送成功率(3)1224mA170A50A24VDC3.2应用效果20MPa10MPa1801)2)3)3.3经济效益分析WIA-PA30/100-200/10/150400工业无线通信技术292011.260000DCSI/O482000/5000/4004113DCS735600100414100310DCS213010612DCSModbusRTU20004000915%80%24结论WIA-PAWIA-PAWIA-PA参考文献[1].[M].2006[2].WIA-PA[J].2009(2)30~36[3].WIAMODBUS[J].2009(4)35~38[4].ModbusDCS[J].2011(2)33~34(上接第14页)91/2(11-4)(11-5)9Tw1[1]W*(s)≈Wp(s)99τ1y*(s)W*p(s)W*p(s)Wp(s)参考文献[1]..2011(1)[2]..2009(6)[3]..2010(3)[4]..2010(4)[5]..2010(5)[6].-.2010(6)[更正](3.3)(3-1)Tw1τ1τ1Tw20Tw1Tw2(3.3)