艾默生智能无线技术

– 采集来自无线现场设备的过程参数和信息 – 将数据信息集成到上位自动化系统中
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Emerson 数字化工厂将有线和无线无缝集成
工厂无线网络WPN
人员/设备跟踪 Plant Network 资产管理 运行 过程设备安全
流动作业 Control Network 自组网络 现场设备
WirelessHART - 与 HART相同ຫໍສະໝຸດ Baidu “应用层"

WirelessHART 使用和有线 HART相同的应用层
– 通用命令, 常用命令等
Commands
Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer
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自动化控制的常规做法
Network Switch网络交换机
Controller & Wired IO 控制器&有 线IO卡
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对各个工作层面的详细分析，揭示了自动化 设计其实是一个工程量极大的工作
HART Foundation 开始开发 WirelessHART 标准
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
WirelessHART WirelessHART 标准修订成为 销量超过15000台 IEC PAS62591.ed1
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2.4GHz ISM 频段 冗余的数据通讯路径，可以消除单点故障
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智能无线现场网络的安装、使用简单，可靠性高！ >99.9%
To Host
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过程/人员 安全
工厂无线网络 802.11 802.16
控制网络
现场设备
远程地点 自组织网络
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无线网络构成
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艾默生智能无线方案 自组织Mesh网络结构
手机通讯
现场无线网络WFN
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Wireless Field Network 现场无线网络 架构
无线标准 应用 工厂网络 运行 设备管理 流动作业 手机通讯
现场无线网络 802.15.4 WirelessHART
人员/设备 跟踪
艾默生智能无 线技术
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内容提要

艾默生无线产品的引入
–用户面临的问题和困难 –WFN自组织无线网络

用户关心无线技术的问题
– 无线技术标准 – 安全措施 – 电能 – 系统集成方案

无线产品简介
– 无线设备介绍 – HART无线适配器 – 无线控制

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内容提要

艾默生无线产品的引入
– 用户面临的问题和困难 – WFN自组织无线网络

用户关心无线技术的问题
– – – – 无线技术标准 安全措施 电能 系统集成方案

无线产品简介
– 无线设备介绍 – HART无线适配器 – 无线控制
内容提要

艾默生无线产品的引入
– 用户面临的问题和困难 – WFN自组织无线网络

用户关心无线技术的问题
– – – – 无线技术标准 安全措施 电能 系统集成方案

无线产品简介
– 无线设备介绍 – HART无线适配器 – 无线控制
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SAT: 现场验收测试
CO: 订单更改
艾默生的无线方案将为您拓宽视野 获取现场过程参数和设备信息，您只需…

智能无线现场设备
– 智能无线变送器 – WirelessHART 为有线HART智能设备设计的升级模块

智能无线网关

完成一个点的安装需要大量的工程工作和人力 如果需要更改，各工作方的互动容易造成工作的延误
Controller 控制器
设计工作细分

I/O 卡件
Marshalling 中间接线柜
设计工作细分
JB 现场接线盒
设计工作细分




I/O lists & controller sizing Power, grounding & fusing design I/O design Spares sizing Cabinet design
• Smart Wireless 方案应用于 1-5层
目前已经应用在 3-5层
监测
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艾默生无线产品是符合标准和规范的 市场产品
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Wireless Standards 历史和发展路程
无线技术标准：WirelessHART （IEC 62591）(EN62591)
安全 控制
Class 0: 紧急动作 (一直紧急)
Class 1: 闭环调节控制 (通常紧急)
Class 2: 闭环监督控制 (通常不紧急) Class 3: 开环控制 (回路中有人工介入) Class 4: 报警 (短期操作结果) Class 5: 记录和下载/上传 (无立即操作结果)
Ovation Native Interface 6081 pH 648 Temperature 848T Multi Input Temperature
DeltaV S-series Wireless I/O
Smart Wireless Field Link
9420 Vibration
3051S Series Pressure, Level & Flow
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WirelessHART 设备调试

无需特殊调试工具
可以通过有线连接(安全设置，所有设备有通信端 子)

与有线Hart设备使用相同软件和硬件
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集成业内最优的安全措施，使用方便
艾默生的安全措施是经过用户和 安全专家验证和测试的可靠的方案

艾默生智能无线网络容易安装和使用
– 只需要为无线设备添加网络标识 （network ID）和握手密码（join key)， 从而启动整个网络 – 网关可以同系统无缝式通讯，并符合现场 的IT规定 – 工厂组态和调试
Wired or Wireless
• >99%的可靠性 • 高准确性 • 长期高稳定性
功能强大
• Hart诊断信息 • PlantWeb报警
简单可靠
• 无需专业人员 • 短路保护 • 本质安全
长寿命、可预测
• 在正常安装环境条件下、 可以准确预测 （AMS)
SmartPowerTM 智能电源模块
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Legacy Host
加密
FHSS
DSSS
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智能电源模块高性能、长寿命、诊断功能强大

多年电池和无线网络研究的成果:
– 最优的高密度的电池 – 在危险区域本质安全 – 动态优化、平衡无线网络中的各个设备的电池消耗

性能如下: 高性能
DeltaV Native Interface
4300 Series Position Monitor
Video Integration with DeltaV
2160 Vibrating Fork Liquid Level Switch
Commands
Token Passing Bell 202

Data Link Layer
Physical Layer
Block Transfer Mesh IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4
兼容已有 HART 技术
– 上百万正在运行的Hart设备: 无线适配器 – 正在运行的DCS及资产管理系统 – 所有 WirelessHART 设备具备HART端口 Emerson 16 Confidential
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1 工艺设计完成了90%，但 EPC
说项目要拖延 2 如果要增加一个装置单元，总的 I/O数就要改变，需要增加: 41 AI, 13 AO, 22 DI, 17 DO 3 供应商选型错误，又要增加 2 AI, 1 AO, 1DI
SAT
Startup Startu
后果: 耽误工期和增加预算
FAT: 出厂验收测试

无线应用案例分析
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不断壮大的智能无线产品线
702 Wireless Leak Detection
702 Discrete 6081C Conductivity Smart Wireless Gateway
Smart Wireless THUM Adapter
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传统的项目执行模式
1 2 2 1 3
EPC Design
Control Control System System Design Design CO FAT FAT Ship Ship
Install Install CO SAT

自组织网络
– 精确时间同步全网格架构 (TSMP) – IEEE 802.15.4 和扩频技术 （DSSS） – 全面的安全措施 – 通讯可靠，几乎适应所有的干扰环境，同其 它无线网络友好共存 – 自动重新组态，无需人工介入

Mesh网络
– 无线网格网络
– 动态不断扩展的网络架构 – 任意的两个设备均可以保持无线互联
智能无线网关与系统无缝集成

1420无线网关可以同上位控制系统无缝集成
– 标准的接口，无需任何专用软件
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智能无线技术大大减少设计和工程量

无线方案减少了很多与有线设计和安装相关的工作
– 机柜、线缆、终端、桥架、安装图纸以及相关工作 可以节省90%以上的安装成本
控制室 工作

I/O
集线
工作 机柜设计 跳线和终端 接线图 电缆布置
接线盒
工作 JB 设计 跳线和终端 接线图 电缆布置



I/O列表和控制器 选型 电源、接地、保险 丝设计 I/O 设计 备件选型 机柜设计
穿线管和布 电缆 P&IDs 工艺描述 分包安装



WirelessHART HCF, FF 和 PNO IEC正式标准 宣布成立WCT WirelessHART IEC62591 wireless cooperation 开始销售 team WirelessHART 用户现场互操作性 第一版WirelessHART 测试成功（Siemens, 标准被批准 ABB, EMR, E&H, P&F, etc）
Conduit & cable layout P&IDs Process narratives Installation package




Cabinet design Jumpers & terminations Wiring diagrams Cable layout


JB design Jumpers & terminations Wiring diagrams Cable layout

确保安全通讯的几个因素
– 发送设备和接收设备的合法身份 （Authenticate） – 数据的有效性验证（Verify） – 数据包的加密（Encrypt） – 可靠的数据访问权限管理 （Key Management） – 智能化的可以绕开阻挡区域实现通讯：如 抗干扰 （Anti-Jamming)