无线仪表在和利时DCS系统平台中的应用

蒋天跃++丁慧玲

摘 要：DCS是英文Distributed Control System的简称，译为中文是“分散控制系统”，也可以叫做“分布式计算机控制系统”，突出特点是集中式管理和分散式控制，它是随着计算机技术、网络技术和控制技术的发展而高度集中的一个产物。由于其智能、高效的管理，在工业控制，特别是在化工生产、电力、冶金等方面有广泛的应用。

关键词：无线仪表；分散控制系统；发展；应用

中图分类号： TN9 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）11-156-2

0 引言

开磷集团大部分的DCS系统都是和利时和浙江中控的，最近我们公司硫酸某车间刚刚进行了技术改造，对生产过程中的低温热进行回收，由于是技术改造，要加入的仪表很分散，也有很多控制点的仪表通信电缆铺设很困难，而且环境很恶劣，后来公司决定使用无线仪表。由于仪表是通过电磁波来传输介质的，消除有线基础设施设计和建设的复杂性，而且无线仪表不受地域和空间的影响，传输距离远。通过以无线方式监测更多设备以预测设备故障，数据可靠性高于99%，资金节省40-60%，覆盖最远程区域并保持全程。并且仪表的电池有寿命，仪表有十年稳定性，售后有十二年有限质保。

下面是基于无线仪表的DCS系统体系（图1）

艾默生罗斯蒙特Gateway1420智能无线网关，又名罗斯蒙特708无线声波变送器。无线仪表是通过WirelessHART将数据传输到无线网关中，无线网关可以轻松通过以太局域网连接集成到控制系统（和利时DCS系统）中去，而且无线网关能够在不断变化的环境中自动管理无线通讯，如图1所示，如果无线仪表离无线网关的距离较远，那么较远仪表会通过较近的仪表将数据传输到无线网关。

以下为无线仪表与有线仪表的数据传输过程：（图2）

从图中可以看出，所有的数据都是要最终到达控制站，然后服务器站通过以太局域网去读取控制站的数据，进而所有的操作员站再去读取服务器站的数据。有线和无线的传输在到达控制站之前的传输方式是不同的。但是他们之间是不冲突的，也就是说，有线仪表和无线仪表可以完美的运行在同一个DCS系统平台中，这样无线仪表可以是对有线仪表的DCS系统的有力补充。对一些环境恶劣，运行环境比较危险，现场操作员无法涉足的地方，无线仪表的作用尤为突出。

1 OPC服务器的设置

首先用一根网线把DCS系统服务器站监控电脑与无线网关连接起来，然后用浏览器通过IP（192.168.1.10）访问无线网关，在弹出的网页中安装数字证书。接着就可以安装OPC服务器软件Security Setup，安装完毕后，加入一个OPC Proxy（代理），将这个OPC代理的地址设置为网关的IP，接着将这个代理更换证书，它会自动寻找到刚才安装的证书，这一点很重要，因为这是企业的授权证书，否则OPC服务器不能使用。设置完成之后，要点击保存，这时OPC服务器的状态就是Good，OPC服务器就设置完成了。

2 无线仪表的设置

化工企业的自动化生产要用到很多仪表，温度、压力、液位、流量等等，而每一个仪表都有自己的名字——位号，然后才能显示在监控画面中，而无线仪表也不列外，但是有线仪表的位号无需对仪表本身进行设置，只需对I/O模块的通道设置就可以了，这些都需要在系统软件的底层进行设置，而这些无线的位号只是显示在OPC客户端上，而在DCS系统中的位号可以另外设置，也可以相同。而无线仪表的位号需要475 现场通讯器来设置，475 现场通讯器支持HART和Ff现场总线协议。设置时需要注意，要首先在刚才的电脑上用浏览器通过IP访问网关，查询该网关的网络ID和加入该网络的密码，然后对该无线仪表进行位号和网络设置，这样该仪表就加入到了这个无线网络中。加入到这个网络之后，就可以访问网关，把你要加入的数据添加传送列表中，进而传送到OPC服务器中去，而且通过IP访问网关时，你可以查看无线仪表的所有实时数据。无线仪表的PV、SV、QV和TV便是不同的参数，其中PV表示无线仪表终端外接的压力、温度和液位等仪表的传送数据，TV是无线仪表终端内置环境温度传感器的检测数值，QV表示无线仪表终端工作的实时电压。在生产中PV就是我们要监控的数据。

3 OPCClient的设置

OPC服务器设置完毕之后，这时候要安装和利时的OPC客户端了（Hollysys OPCClient），这款软件是和利时专门为自家的DCS系统设计的，通过这款软件可以读取大部分厂家OPC服务器的数据，并把这些数据通过服务器站传送到和利时的控制站。安装完毕后，连接OPC服务器，刷新列表之后，电脑上安装的所有OPC服务器都会显示在下面，这时候选择Emerson的服务器。选择完服务器之后就可以增加标签，OPC客户端会自动寻找到OPC服务器中的参数数据，此时你就可以选择你想看到的监控参数。设置完后，就可以看到这些参数的监控数据了。注意一点，在设置点通信方向时，我们要选择写入MACSV，也就是写入控制器站，这样为我们以后在DCS系统上接收数据奠定基础。

4 DCS系统的设置

从这里开始，无线仪表就和有线仪表的设置基本相同了。在DCS设置里有线仪表的位号是通过在设备组态里面加入相应的AI、AO、DI和DO模块，然后以相应的通道对其进行一一分配，也就是他们拥有了自己的地址，它们的位号和地址也就一一对应了，以免数据发生冲突和紊乱，在监控图里，我们就可以把一些图像与相应的位号进行链接，编译完下载完成后，我们在监控图里面就可以通过位号来读取服务器站中的数据。

5 有线仪表与无线仪表的区别

表1就是有线仪表和无线仪表在DCS平台上的主要区别：

从表1和图示中可以看出，无线仪表与有限仪表的数据都是传输到MACSV控制器中，最后一起传输到服务器站，都是通过主控电脑的画面显示出来，从表面上看，监控画面中与有线仪表显示是一样的风格，并没有什么不同。所以对操作人员来说并没有什么威胁感，他们也并不需要额外的学习什么。

6 结束语

无线仪表已经在开磷的多个生产片区运行，一年多来，系统表现良好，稳定性高。由于很多片区有很多烟囱和一些有可能产生有毒气体而人员比较难到达的地方，就非常需要这样的无线仪表，烟囱很高敷设电缆线很不方便。有毒有害的气体或者液体片区，有线仪表电缆线等容易被气体或液体腐蚀，很长的电缆线一旦出问题，对检修人员来说是最头疼的事，检修很不方便，也很容易造成人身伤害，造成安全事故还有就是仪表的传输介质是有电磁波传输的，受环境和地理位置影响较大，一旦现场的电磁波受到强磁场的影响，或者传输距离太远，都会影响数据的传输。所以说，无线仪表的检测数据一般对实时性要求不太高，平时不参加联锁的监测点。

但是，随着科技的不断进步，无线仪表的使用范围会越来越大，对无线仪表加入一些新科技新技术，势必会无缝的融到现有的DCS控制系统之中，成为工业自动化生产的重要组成部分。

参 考 文 献

[1] 吴锋.大型乙烯项目罐区中的应用[J].乙烯工业，2013，25（2）：13-16.

[2] 王利君，等.工业无线仪表系统在乙烯工程中的规模化应用[J].石油化工自动化，2014，50（2）.