无需劳师动众,让石油化工DCS集散控制系统轻松实现无线传输!

石油化工中,为了保证较高的可靠性和安全性,大量使用的是DCS集散控制系统。与FCS现场总线的“现场采集,转换为数字信号来集中传输”不同,DCS系统为了避免由于线缆断裂或者节点问题导致整个控制系统失灵,采用“分散传输,集中采集”的方式,即每个传感器通过4-20mA的模拟量通过线缆直接传输到控制中心的采集卡,这样即使有某个传感器出问题,不会影响其他传感器和控制器的运行。

如图所示,为一个DCS系统的组态画面,每个阀门和传感器,都是通过单独的线缆与控制中心的主机联系。

图1 DCS集散控制系统

但DCS系统在后期的升级改造中的工作量要远大于FCS现场总线,比如某个精馏塔的几个传感器线缆由于老化断了,那么它们的控制线路就要重新敷设,甚至要挖地来埋管。不但影响正常的生产,还增加了许多开支。

图2 挖地埋管

广州致远电子有限公司的工程师们,为了给客户“极致的用户体验”,设计出一套基于工控板和数据采集模块的“无线无缝传输4~20mA”的方案。让客户接上就能用,无需劳师动众,挖地三尺。

方案简介
图3 DSC系统模拟量无线远传方案

本方案即通过以太网数据采集模块,将传感器的4-20mA信号采集,然后通过带定向天线的无线路由器进行远距离无线传输。在DCS系统主控侧的EPC-9100通过以太网口也与一台带定向天线的无线路由器连接,这两台无线路由器通过AP桥接的方式实现数据互联。

通过Modbus/TCP的协议,EPC-9100可以取得以太网采集模块的4-20mA的数字信号,然后通过RS485总线控制RSM-4404模拟量输出模块,将4-20mA数字信号还原为模拟量输出给DCS系统主控。

设备简介
1.NDAM数据采集模块系列
图4 NDAM数据采集模块系列

NDAM的模块分为通讯模块和采集模块两大类。通讯模块可选以太网、CAN-bus或RS-485/422/232等通讯方式。1个通讯模块最多可与8个采集模块组合,组合之后成为一个分布式采集终端。下图所示的就是1个以太网通讯模块与4个采集模块组合。

NDAM是全新一代基于网络通讯的刀片式数据采集控制系统。采用积木化结构,简单、灵活,通讯模块和各种数据采集控制模块自由组合,应对各种现场应用。

2.RSM数据采集模块系列
图5 RSM数据采集模块系列

RSM数据采集模块在单个设备中集成了I/O、数据采集和隔离的RS-485总线接口。支持Modbus协议和自定义ASCII协议,可通过配置软件自由选择。具有丰富的产品型号(包括工业场合常用的AI、AO、DI、DO、计数/频率测量等信号类型),为用户在主控设备和现场信号之间提供完整的数据采集和通讯解决方案。

3.EPC-9100嵌入式工控主板

EPC-9100采用工业级ARM Cortex-A8处理器,800MHz主频,支持WinCE与Linux系统, 集成CPU、DDR2、NANDFLASH,产品功能接口如图6所示。

图6 EPC-9100工控主板功能接口