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无线通讯技术在水处理行业的应用

已有 16 次阅读  2017-08-02 14:35   标签菲尼克斯电气  能源 

在设备运行过程中,如果电缆能够保持静止的工作状态,那么通过电缆来传输数据和信号是相对经济的选择。但是在水处理行业,如往复式刮泥机和回转式吸泥机等设备往往处于持续运转并振动的状态。在这些设备上安装固定电缆则面临极大的挑战;同时,在水厂内仪器仪表的信号线、控制系统的通讯线缆常常会受到干扰,这也为设备安装调试及维护带来诸多障碍。无线通讯技术能够很好地解决这些问题。

目前,主流的无线通讯技术大多工作在2.4GHz5GHz频段,对现场的变频器、软启动器、开关电源和开关柜所产生的谐波干扰来说,这是非常安全的高频通讯频段。很多工业无线通讯设备加强了其无线信号抗干扰能力,因此,在某些干扰现象较严重的场合,无线通讯技术可以更加安全可靠的传输I/O信号数据、总线信号数据、工业以太网信号数据,甚至是工业视频监控信号数据。无线通讯技术为水处理行业带来了更加灵活、先进、可靠的通讯方式。

目前,无线通讯技术在水处理行业的应用方案分为四个层面:

1、无线Hart仪表的通讯方案

2、无线移动设备通讯方案

3、水厂内部的无线局域网通讯方案

4、水厂及远程供水调度中心的通讯方案

在这四个层面,菲尼克斯电气提供非常全面的解决方案。

 

无线Hart仪表的通讯方案

菲尼克斯电气可提供支持Hart仪表通讯协议的无线适配器和网关。

网关可安装在PLC柜或控制室旁边,通过以太网与PLC控制器进行通讯。一个网关最多可以同时连接多达250HART仪表适配器。

WirelessHART仪表适配器可以就近安装在仪表上,一个适配器可以连接4HART设备,与第三方仪表和设备兼容。同时,适配器还带有一个4-20mA的模拟量接口,可将一台非HART设备接入无线HART网络。

无线移动设备通讯方案

移动设备,例如往复式刮泥机和回转式吸泥机,如果采用传统的通讯方式往往会产生大量的安装和维护成本。敏感的控制信号很可能因设备抖动而中断,从而造成整个控制系统报警或停机。无线通讯可有效避免出现这样的情况,同时还可以节省大量的安装和维护成本。

菲尼克斯电气提供的无线蓝牙适配器采用IP65的外壳设计,可以直接安装在户外设备侧,通讯距离可达150米,具有良好的抗干扰性能。

该无线蓝牙适配器支持带有以太网接口的设备之间进行无线通讯,支持PROFINETEthernet IPModbus TCP的数据优化模式,可以保证控制数据的可靠传输。同时,它还支持ProfiSafe安全模式,符合国际安全规约,可以使用在紧急停车系统中。

其中一台无线蓝牙适配器可安装在沉淀池LCU控制单元附近,通过以太网连接到PLC控制器,另外几台无线蓝牙适配器分别安装在各移动设备上,通过以太网接口与分布式IO或设备端控制器连接并通讯。一台无线蓝牙适配器最多可以同时连接7台蓝牙适配器客户端,对往复式刮泥机和回转式吸泥机等设备非常适用。

对于非以太网的控制系统,菲尼克斯电气还提供一种串口蓝牙适配器,可通过无线方式传输串口信号,同时支持Profibus DPModbus RTURS 232\485等串行信号,通讯速率可达187.5Kbps。采用工业蓝牙通讯技术,可以非常可靠的控制移动设备,传输控制信号,为设备安装、维护节省了大量成本。

水厂内部的无线局域网通讯方案

随着信息技术的发展,越来越多的移动智能设备被接入到工业控制网络中,如在日常巡检时,IPADAndroid 平板甚至是智能手机都可以接入到水厂无线系统,来对水厂各个工艺段的设备运行进行监控,对工艺参数及设备状态进行灵活的调整。水厂信息化、数字化的水平得到了大幅提高,同时,通过移动智能终端的访问和操作,也可以节省部分工艺段现地层控制系统触摸屏的使用数量,从而节约了成本。菲尼克斯电气在此方面提供了完整的解决方案。

首先,对于移动智能终端的监控画面无线访问功能,菲尼克斯电气可以提供软件平台的支持。在智能终端下载安装菲尼克斯电气提供的免费APP——VISU+ Mobile,就可以将移动智能终端连接到水厂中控室的SCADA系统中,在移动设备上实现典型的SCADA功能。尤为重要的是VISU+ Mobile 支持用户身份认证,保证操作安全。

其次,可以使用菲尼克斯电气提供的WLAN接入设备,建立整个水厂区域范围内的无线网络。菲尼克斯电气提供的WLAN 5100无线接入点可以配备IP65的防护盒,根据现场环境和距离安装在水厂的特定构筑物上

WLAN 5100支持适用于2.4 GHz & 5 GHz频段的所有现行标准,最大支持300Mbps带宽。采用MIMO技术,支持通用模式、PROFINET模式、EtherNet/IP模式一键切换。支持黑名单、白名单模式,限制接入设备,保证无线通讯安全。

水厂及远程供水调度中心的通讯方案

如果使用敷设专用光纤的办法来建立水厂及远程供水调度中心的通讯,成本会非常高昂,那么如何才能行之有效且安全可靠的将水厂的网络与远程供水调度中心相连接?菲尼克斯电气的工业信息防火墙产品提供了完整的解决方案。

菲尼克斯电气的mGuard系列工业级网络信息防火墙具备三个功能:1、路由功能;2、工业防火墙功能;3VPN功能。

由工业和信息化部印发的《工业控制系统信息安全防护指南》中规定:“确需远程维护的,采用虚拟专用网络(VPN)等远程接入方式进行”。mGuard系列就是一款支持该功能的产品。mGuard可分别安装在水厂中控室和远程供水调度中心,通过ADSL3G方式接入互联网,两台mGuard之间可以相互通讯,所有通讯数据都被加密和保护。所有的设置和功能都集成在mGuard里面。mGuard对第三方设备有很好的兼容性,在水厂和远程供水调度中心无需再安装其他的硬件和软件。mGuard功能强大,可以实现水厂的远程监控和调度,在线查看现场设备运行情况、工艺参数,甚至对现场设备进行诊断和维护,将重要视频信号传输到远程供水调度中心。

远程供水调度中心mGuard可以同时连接250个(甚至更多)远程的水厂,真正做到远程智能化调度。

对于使用菲尼克斯电气控制系统的水厂,如果数据传输中断,所有信息都会被配备一个时间戳,并存储在控制器的存储器中。当通信恢复时,控制器以正确的顺序将数据发送至远程供水调度中心。因此,即使远程站点出现通讯故障,数据也不会丢失,工作人员依旧可以查看所有运行数据。

采用无线通讯技术,可以大大提高水处理行业控制系统的可靠性和灵活性,节约施工和维护成本,使控制更加信息化和智能化。

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