霍尼韦尔中国公司

                              

    个人简历：胡正钧，男，2000年毕业于北京航空航天大学机电工程专业，从事多年信息技术、软件工程、自动化等领域的开发与应用工作，具有丰富的实践经验，现担任中国石油西北销售兰州分公司经理助理兼西固油库主任。

    一、 霍尼韦尔公司的工业无线解决方案

    霍尼韦尔公司的工业无线解决方案，是由多功能节点（Multinode）构建一个通讯速度非常快的无线Mesh主干网络，现场无线变送器可以自动选择与任何一个多功能节点进行无线通讯。最多可以有40个多功能节点构建一个无线主干网络，每个多功能节点都可以带80台无线变送器（大于1秒刷新时）或20台无线变送器（1秒刷新时）。无线变送器电池供电寿命4.5年（1秒刷新、常温时）或10年（大于1秒刷新、）。

    每个多功能节点都可以同时作为网关有线接入控制系统，采用标准通讯协议 Mobus TCP/IP，OPC，Modbus RTU等。如果同霍尼韦尔的Experion PKS DCS控制系统进行数据集成，那么完全内嵌式集成，支持CDA方式同C300控制器和服务器点对点通讯，支持同DCS的组态工具和诊断工具直接对无线网络和无线变送器进行组态、诊断、管理和维护。

    整个无线网络自组织、自愈合、冗余网关的设计、没有单点故障，同时采用了2.4GHz ISM频段DSSS跳频通讯，确保无线通讯能够达到工业等级的可靠性和安全。

    同一个无线架构支持多种无线应用，同时支持同无线变送器的无线通讯、支持无线视频监视、移动工作站、无线巡检、腐蚀监测、振动、无线可燃气体监测等等。

    二、 西固油库的工业无线应用的项目概况

    中石油西北销售公司西固油库改造项目中，需要在罐区增加输油管路压力测点；需要支持员工在铁路栈桥作业时，能够实时获取控制系统的数据和实时录入装车数据和信息；需要实时获取北滩油库数据，实现数据共享。

    霍尼韦尔为该项目提供无线设备包括：5台多功能节点；20台无线压力变送器；4台移动工作站 / RESS Server；无线管理平台。

    霍尼韦尔还为该项目提供PKS控制系统，实现库存管理系统、油品移动系统、公路自动付油系统、铁路定量装车系统、订单管理系统、在线设备管理系统、CCTV监控系统、无线通信及广播系统、门禁系统和绩效管理系统。

    通过5个多功能节点构建的无线网络架构同时支持3个无线应用：1).支持4个移动工作站，实现现场移动作业，实时浏览PKS控制系统画面、组态、报表、报警等，以及输入铁路装卸站台的过程数据；2).支持同20台无线压力变送器的通讯和过程数据监测；3). 无线沟通北滩油库计量系统和西固油库PKS控制系统之间的通讯。

                     

    三、 西固油库的工业无线应用的技术方案

    在油库现场布置5台多功能节点，构建快速通讯的mesh主干无线网络，自组织、自愈合，支持现场无线变送器的无线通讯、移动工作站、和PLC的无线互联：M1作为无线网关置于中控室楼顶，作为网关有线接入到PKS SCADA系统，把无线网络的数据采用标准的通讯协议Modbus TCP同Experion PKS控制系统进行数据集成。M2、M3置于铁路栈桥上。M4放在综合泵房附近。M5作为北滩油库计量系统的无线转接；

                    

    1）．无线网络支持无线变送器：

    在综合泵房附近输油管道、主控室北侧输油管线、铁路栈桥附近的测点安装无线压力变送器。无线变送器可以自动选择同多功能节点M2、M3、M4或M1进行无线通讯；多功能节点之间无线通讯构建mesh无线主干网。位于控制室的多功能节点做为网关，把所有数据传输至PKS 控制系统，进行数据集成。多功能节点构建的无线主干网络支持无线变送器冗余、多路径、跳频通讯。无线网络通过多功能节点把数据集成到控制系统中，采用标准的通讯协议Modbus TCP。

    无线变送器的通讯采用2.4GHz公用波段跳频（ISM），自组织、自愈合；无线网络的规模灵活，安装方便；无线设备有国家无委会核准。无线变送器的刷新速度可以设定为最快1秒；无线温度变送器可以选型隔爆；无线变送器的电池寿命可预测，常温下，1秒刷新时为4.5年。

    2）．无线网络支持移动工作站：

    移动工作站高效移动解决方案，支持在现场移动作业。经认证可以用于危险环境的耐用型移动工作站，支持工作人员在铁路装卸码头现场通过无线的方式访问Experion PKS SCADA控制系统的关键过程参数、历史数据、图形、过程画面、维护信息和其它重要数据，也可以直接输入过程参数。通过移动工作站，运行人员可以在现场实时了解其现场操作对生产过程的影响。

    铁路装卸平台的移动工作站同安装在SCADA控制室附近多功能节点M2或M3直接无线通讯，实时浏览SCADA里的所有信息及数据通讯。M1有线接入SCADA控制系统，通讯协议为标准的Modbus TCP。安装在移动工作站上的客户终端(Terminal Client) 通过无线网络及网关M1无线访问远程客户端服务器(RESS Server) ，从而实现实时浏览控制系统的过程信息，并可设置权限，对Experion 动态画面的数据可以读写。

    3）．无线网络支持无线互联：

    西固油库采用无线网络无线连通北滩油库就地PLC和西固控制系统，支持西固油库控制中心实时获取北滩油库运行数据，无需使用电话或对讲机等不方便、不实时的沟通方式。北滩油库计量系统现场附近安装一个多功能节点M5，有线接入北滩油库计量系统（TCP通讯或Modbus RS485通讯，本项目采用Modbus TCP）；M5可以同西固油库现场的多功能节点M2直接无线通讯，通过无线骨干网络传至无线网关，实现同西固油库控制系统的数据集成，从而把北滩油库计量系统的数据以无线的方式采集上来。

    4）．无线网络同PKS控制系统的完全一体化集成：

    无线网络中的网关都可以同Experion PKS控制系统（R311.2 版本及以上）实现CDA 直接一体化通讯，完全一体化集成。用户可以通过Experion Configuration Studio中一体化内嵌工具，方便的增减无线I/O点、建立控制策略，组态、监视无线设备；实现无线网络的安全管理；无线网络的通讯诊断、维护等。无线变送器的I/O点及测量参数、状态参数都在Experion HMIWeb Display Builder中显示为 native Experion points，而无需组建SCADA点或OPC参数。在Experion System Status中也可以监视无线设备、无线网关、及移动工作站的状态。无线网络的数据完全集成在Experion数据库中。

    5）．无线网络的管理平台：

    无线管理平台实现功能：1）无线网络的通讯诊断：用来管理和诊断无线网络中设备的无线电通讯状况；图形功能界面支持以图形方式来监视无线电通讯的状态和无线通讯拓扑结构；2）支持对无线变送器的远程在线组态或维护；3）无线网络的统一安全管理。这些功能完全内嵌和集成在Experion控制系统Configuration Studio和Control Builder中：用户可以通过Configuration Studio中一体化内嵌工具，方便的增减无线I/O点、建立控制策略，组态、监视无线设备；实现无线网络的安全管理；无线网络的通讯诊断、维护等。无线变送器的I/O点及测量参数、状态参数都在Experion HMIWeb Display Builder中显示为 native Experion points，而无需组建SCADA点或OPC参数。在Experion System Status中也可以监视无线设备、无线网关、及移动工作站的状态。无线网络的数据完全集成在Experion数据库中。

    四、 总结

    西固油库改造项目中，输油管线的压力测点和控制中心之间被铁路分隔、现有桥架和电缆沟已经接近满负荷；需要支持员工在铁路栈桥移动作业；需要实时了解北滩油库的实时数据，这都是有线技术方案所很难实现的。

    采用霍尼韦尔无线技术方案，在改造工程中不需要考虑布线和敷设电缆问题，无需安装桥架和电缆保护管，能够明显减少改造工作量，降低安装成本、减少安装调试时间、减少后期维护工作量、支持现场移动作业，无需从现场往返控制室，即可获取控制系统实时数据和信息。

    不仅如此，控制室和现场布置也更为简洁：无接线盒、安全栅、I/O卡件；降低DCS负荷; 减少维护工作量和减少故障点。而且无线网络扩展非常方便，未来增加测点时，直接安装无线变送器即可;更换容易、即插即用、灵活。

    一个无线架构同时支持无线变送器、移动工作站、和远程控制系统的无线互联，能够给西固油库用户带来成本优势和技术优势。无线系统同控制系统的完全一体化集成，以及无线网络的管理功能完全内置于控制系统，都给用户带来极大的便利，可以帮助用户更高效的实现罐区改造、以及未来更高效的实现罐区的高自动化水平、高技术水平运行。

    摘自《自动化博览》2011年第六期