无线通讯技术在输油泵站液位控制中的运用论文

无线通讯技术在输油泵站液位控制中的运用论文

　　目前无线数据通讯技术在工控应用中不断升温，无线通讯正在深入各种行业。无线通讯技术取代了数据电缆来完成点对点或点对多点的数据通信，传统的信号电缆方式的优点是传输速度快，信号间相互隔离好，但施工布线工程量大，检查和修理非常不便。随着微电子技术的不断发展，无线数据传输技术得到了越来越多的推广和应用，目前常用无线数据通讯技术主要有超宽带通信技术、NFC(近场通信)、RFID(射频识别)、LTE(Long-Term Evolution，长期演进)和4G等，在工业系统主要采用的是RFID和NFC技术。

　　我单位污水处理系统属于后建设备，原有DCS系统中没有设置信号采集点，污水池距离控制中心较远，无法及时了解和控制污水水位。由于站内地面已经经过硬化处理，重新布线比较困难，根据现场条件拟用无线通信转换模块和微型计算机相结合，配合无线数据传输技术，实现对现场污水液位信号的采集和监控管理。

　　系统设计组成：现场工艺介质为污水，液位计选用投入式静压液位变送器，输出信号为RS485;污水池和控制中心间距约460米，中间隔有2堵墙，通讯模块选用SRWF-108微型功率无线数据传输模块;接收端采用RS485转4-20MA的转换模块接入ABB的AI模块和OPTO22通讯模块和路由器将采集的液位数据显示在微电脑上。

　　1现场部分

　　1.1 现场液位计

　　选用星仪CYW11投入式静压液位变送器传感器，采用进口扩散硅压力敏感元件和先进的膜片隔离技术，防堵塞和防结垢性能较好。稳定性好，响应速度快，对浑浊水体较为适用，污水池深度5米，采用电缆投入式性价比较高。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);串口数据格式：9600bps。N，8，1;输出数据0～2000。

　　1.2 现场无线数据模块

　　SRWF-108型微功率无线数传模块是上海桑锐电子科技有限公司采用高效FEC前向纠错技术结合高性能的无线射频IC， 以及高速微处理器相结合开发出的一款无线通信模块，该无线通信模块具有很强的抗干扰能力， 全透明传输， 体积小，功耗低传输距离远的特点，使用时不需要任何编码技术。

　　特点1.微发射功率：最大30dbm(1W)的发射功率，抗干扰能力较强 2. ISM频段工作频率，载频频率429-438MHz，也可提供315/868/915MHz等载频。3.误码率较低。基于FSK的调制方式，采用高效通信协议，在信道误码率为10-2。4.传输距离远。在视距情况下，天线高度>3米，可靠传输离距>3000m(BER=10-3/1200bps)。5。接口灵活，模块含有3种接口方式。本系统和现场仪表通讯采用RS485模式，速率96000.

　　1.3 现场电源

　　采用明伟双路输出5V/3A，24V/1.8A开关电源 型号D-60B双组输出开关电源，24V提供给现场液位计;5V提供给现场无线发射数据模块。

　　2 接收端部分

　　(1)使用SRWF-108型微功率无线数传模块，设置为接收状态，保证传输速率和发射极一致。

　　(2)数模转换模块：采用DAM-DA是模拟量输出模块，支持一路RS485和一路RS232输入，支持0-10V，0-5V，4-20ma，0-20ma等模拟量输出，采用了12Bit高精度DAC芯片，输出精度0.1%(千分之一)，支持标准MODBUS-RTU协议及自定义ASCII协议。模拟输出端与通讯端采用光电隔离，隔离耐压2500V，可以有效防止现场的干扰，确保系统稳定可靠。

　　(3)接收端设置电源和现场端电源一样。

　　(4)ABB的AI模块：采用AI810-eA， 模拟量输入模件0/4-20mA ，0/2-10V1*8通道;通过OPTO22通讯模块接入DCS系统的控制器和路由器将监测数据显示到微电脑。

　　3 SCADA系统

　　SCADA系统软件过去常常运行在DOS、VMS 和 UNIX系统中，近年来几乎所有SCADA系统都能转移到Windows NT和Linux系统下运行，这从一定程度上降低了系统软件成本，但对于安全性要求很高的场合，还是要选用UNIX系统，作为一种折中的方法，通常服务器采用UNIX系统，工作站选用Windows NT系统。

　　本SCADA系统中控制中心数据服务器和站控PLC/RTU之间，通过内部工业专线进行远程通讯，通讯协议采用的是IEC870-5标准通讯协议;控制中心的数据服务器与所有本地工作站之间、站控的PLC/RTU与本地操作员工作站之间都是在各自局域网上采用TCP/IP、OPC或Modbus协议进行数据通讯。其上位机软件语言采用ABB厂家专门的可视化编程软件编辑，进行系统组态、分配地址等，有较强的人机界面，便于数据的传输和控制，扩展度好，由于篇幅所限不再附述。

　　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系统只提供数据显示和限位报警功能，当液位达到报警值时，在微电脑上报警(可以消除报警声音)后，采用员工手持式遥控开关远程控制污水泵启停。节省一套AD模块，降低了整个系统的成本。

　　5 结语

　　无线数据传输技术在测控领域得到越来越广泛的应用，该技术最大的特点是通信双方省去布线，易于维护成本低、易用性强、扩展性好。无线数据传输技术为实现测控仪器的连接提供了灵活的结构设计方案。本文主要介绍了在实际工作中，当在设计定型需要扩展采集数据时，一种成本较小的实施实例，体现了无线数据传输技术在实现测控制系统中灵活的扩展运用的特点。

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