智能無線技術(shù)在電廠除灰系統(tǒng)的應用

　　1、系統(tǒng)概況

　　華能上海石洞口第一電廠除灰系統(tǒng)主要由倉泵出灰和灰?guī)斓认到y(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)控制由PLC完成。由于歷史原因，除灰控制系統(tǒng)原先并不屬熱控管轄范圍，系統(tǒng)設計理念陳舊，模擬量信號少，自動化水平較低。

　　2008年熱控專業(yè)對除灰控制系統(tǒng)進行了一次改造，控制范圍囊括了四臺爐的氣力輸灰、灰?guī)�、灰漿系統(tǒng)。上位機HMI部分改為標準的客戶機/服務器結(jié)構(gòu)，配置六個客戶端，

　　兩個冗余服務器，一個工程師站和一個數(shù)據(jù)庫服務器。運行人員在客戶端進行操作，畫面由服務器提供，工程師站修改程序和畫面。任何修改只要在工程師站完成，運行人員只要切換畫面就能對操作畫面進行更新，不需要重啟計算機。

　　為了提升除灰系統(tǒng)的自動化水平，這一輪改造后，熱控專業(yè)又著手對就地設備進行完善。但由于原除灰系統(tǒng)自動化水平低，運行人員長期手動操作，無法對現(xiàn)場設備提出控制要求。因此我們通過對就地設備的觀察，決定增加庫頂風機壓差信號、庫底流化風機和斜槽流化風機壓力信號。

　　2、應用工程簡介

　　隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，近年來，無線技術(shù)得到了長足的發(fā)展，過程控制領(lǐng)域出現(xiàn)了諸多無線設備，如無線壓力、差壓變送器、溫度變送器、無線定位器等。艾默生的智能無線技術(shù)就是其中的一個代表。華能上海石洞口第一電廠熱控專業(yè)一貫關(guān)注新技術(shù)，考慮到此次改造在灰?guī)焐戏笤O電纜確實比較困難，因此決定嘗試一下無線這樣的新技術(shù)。由于發(fā)電廠普遍采用艾默生的羅斯蒙特變送器，我們此次還是選擇了羅斯蒙特無線變送器。艾默生以合理的價格提供了無線變送器及相關(guān)設備。

　　無線硬件由無線變送器和無線網(wǎng)關(guān)1420構(gòu)成，單個無線設備之間的可視距離可以達到228米，無線網(wǎng)關(guān)和上位控制系統(tǒng)之間有線連接，通訊方式有Modbus485、ModbusTCP/IP及OPC。上面是羅斯蒙特提供的無線技術(shù)方案示意圖，整個現(xiàn)場設備的改造方案最初設計九臺變送器，后來由于設計方案的變動只用了五臺。設備到貨后，整個無線設備系統(tǒng)的安裝與調(diào)試完全由熱控工程師完成，期間只是就相關(guān)技術(shù)問題咨詢了艾默生相關(guān)技術(shù)人員。至此，我們在上海的電力系統(tǒng)做了第一個無線樣板工程。

　　3、無線通訊和系統(tǒng)安全性

　　3.1無線頻率

　　通常使用的與過程工業(yè)相關(guān)的ISM頻段有三個：900MHz、868MHz以及2.4GHz。900MHz頻率最常用于美國，868MHz頻段可以在歐洲大部分地區(qū)用于ISM通信，2.4GHz頻段則在全球范圍內(nèi)適用。2.4GHz頻段實際上包括了從2.4GHz到2.4835GHz區(qū)間，同時，2.4GHz頻段也是Wi-Fi工作頻段。智能無線技術(shù)就工作在這個頻段。

　　3.2無線網(wǎng)絡可靠性與安全性

　　智能無線技術(shù)的一大特點是采用了自組織網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，而不是常見的點對點結(jié)構(gòu)。點對點拓撲結(jié)構(gòu)中，每一臺設備直接與網(wǎng)關(guān)通訊，設備與網(wǎng)關(guān)之間的通訊路徑要求完全可視，而這在現(xiàn)場是比較難以做到的；網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)中，每一臺無線設備都可以作為其他無線設備的中繼路由，設備與網(wǎng)關(guān)之間無需完全可視。同時自組織特性保證了網(wǎng)絡中每個設備至少有兩個通訊路徑，一旦其中的一條通信路徑由于某種原因被中斷，網(wǎng)絡會自動利用其它的路徑進行通訊，從而確保了智能無線技術(shù)在復雜的工廠環(huán)境中依然可靠。

　　智能無線技術(shù)將2.4GHz頻段分成16個更窄的頻段，并采用跳頻技術(shù)，如果在其中的一個頻段檢測到干擾，網(wǎng)絡通訊將切換到另外一個頻段。同時智能無線技術(shù)內(nèi)置了數(shù)據(jù)加密與校驗，發(fā)送設備與接受設備之間也需要身份驗證，數(shù)據(jù)的訪問也需要相應的權(quán)限才能進行。

　　此外，值得一提的是，智能無線現(xiàn)場設備完全由電池供電，這得益于對現(xiàn)場設備進行的低功耗改造，使得無線裝置可以在現(xiàn)場連續(xù)工作數(shù)年而不用更換電池。其次，其采用的電池包含多項專*，具有本安、防短路等多項特性，可以在危險環(huán)境中隨意更換而無需采取特殊安全措施。

[$page]　　4、實施方案

　　4.1廠家