用无线通讯方式实现计量站和DCS系统的通讯
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统探讨
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统探讨摘要：随着当今社会的不断发展和进步，我国的经济和工业发展取得了良好的成绩。
信息技术在各行各业也发挥着至关重要的作用。
在化学工业的发展中，控制技术得到了广泛的应用，如无线通信DCS系统。
该系统的使用可以说是化学工业的一个转折点。
实现了化工生产管理的智能化，大大减轻了员工的工作量，提高了工作效率。
本文介绍了化工生产过程，并对无线通信DCS系统进行了分析，以供参考。
关键词：化工生产过程；控制无线通信DCS系统1 DSC自动控制系统简介1.1dsc自动控制系统概念信息技术的进步给许多行业带来了新的发展面。
可以说，它为传统产业注入了新鲜血液。
无线通信DCS系统也是一种计算机控制技术，在专业领域又称分布式控制系统。
它是一种集网络技术、先进通信技术、监控技术、自动控制技术、图像显示技术等计算机控制技术于一体的新型自动控制系统。
DSC自动控制系统具有强大的控制功能。
系统可同时控制多台设备。
在化工生产过程中使用，不仅可以有效降低生产风险，而且便于管理和监督。
这是促进化工生产制造业可持续发展的重要途径。
2.化工过程DCS控制系统功能DCS控制系统在化工过程的使用中起着重要的作用。
其功能性能主要包括以下16个方面：1）网络结构开放，可靠性高，支持OPC开放标准，并已通过ISO9000认证；2）实用、实时、准确、全面的监控功能；3）综合维护信息；4）实时和历史数据库；5）具有静态和动态控制能力；6）可自由配置各种显示器；7）具有报警功能；8） MS office和VB（VC）软件可用于自由格式编程（数据库输入）、报表创建等应用；9）具有压力功能；10）提供计算工具；11）具有逻辑控制功能；12）支持用户创建图形图像和报告；13）提供管理信息系统接口；14）能够纠正技术单位；15）具有线性化功能；16）可与ESD系统、可燃气体和有毒气体检测报警系统、火灾报警系统、压缩机控制系统等成套设备控制系统进行通信。
浅谈无线技术在计量仪器收发系统中的应用
科技与创新┃Science and Technology &Innovation2017年第12期·148·文章编号：2095－6835（2017）12－0148－02浅谈无线技术在计量仪器收发系统中的应用刘艳（天津市计量监督检测科学研究院，天津300000）摘要：随着互联网技术和无线传输技术的快速发展和日渐成熟，将互联网技术和无线传输技术应用于计量仪器收发系统是可行的途径之一。
传统的计量仪器结合先进的无线通信技术可以解决有线网络布局困难的问题，可以实现计量数据的实时动态获取，可以有效避免人为破坏、外力损坏和特殊环境无法布线等问题，从而提高整体计量监控效率和效果。
详细介绍了无线网络的相关知识、常见的无线网络结构、无线网络在计量仪器收发系统中的应用。
关键词：互联网技术；无线传输技术；计量仪器；无线网络中图分类号：TH71文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2017.12.148物联网是通过一系列的信息传感识别技术，按照一定的协议通过网络（互联网、通信网、局域网等）进行信息交换和通信，最终实现智能化的识别、定位、监控和处理的技术。
物联网技术以新一代信息技术的高度集成和综合运用为特点，被公认为是继计算机、互联网和移动通信网之后推动信息技术革命的第三次浪潮，其应用领域不断扩展，产业规模不断增大。
美、欧、日、韩等纷纷把发展物联网等新兴产业作为应对危机和占领未来竞争制高点的重要举措。
2011年，全球物联网产业规模已超过1345亿美元，2012年逾1700亿美元，2015年预计将超过3500亿美元。
发达国家凭借电子信息技术、通信基础设施和社会信息化等方面的先发优势，在物联网技术研究、应用及产业化上具有较强的竞争力。
结合先进的无线通信技术，对计量仪器采用合理的布点采集相关信息，再通过无线传输方式汇总数据，最后通过数据处理和分析获得实时动态、准确可靠的检测信息，不仅可以有效避免人为破坏、外力损坏和特殊环境无法布线等问题，而且有助于减少人力资源，提高监控效率和效果。
DCS有哪些通讯方式？各有什么缺点？
DCS有哪些通讯方式？各有什么缺点？
DCS作为大型控制系统，它采用的通信方式无非就是数字通信和模拟通信。
数字通信它在DCS使用就是在监视层和管理层。
而模拟通信的应用在现场控制层和数据检测层。
根据上述提到，实际上DCS控制站以上是以数字通信实现，而控制站以下是以模拟量实现，例如DCS系统和现场的变送器、执行器等现场仪表之间都是以4-20mA模拟通信方式进行信号传递。
虽然DCS采用两种通信方式，但是模拟通信方式相比数字通信方式还是较明显处于劣势一方。
模拟通信方式的不足之处
1、就说现场仪表，它基本采用的是一对导线进行信号传送，所以在方向上只能说是单向传送。
因此每台现场仪表如变送器及控制阀等跟DCS控制系统相连那就得用两根导线。
2、控制室的DCS控制柜它的连线特别多，看起来挺复杂，主要是现场仪表如变送器及执行器的占比很大，因此才造成如此现象。
不仅只是这些，在安装费用方面开销也大，同时后期的维护保养也较麻烦。
3、从上面第一点提到，一对导线只能传送一个模拟信号，这样的通信方式使Dcs的操作站从现场获取信息有很大局限性，而且还不能对现场仪表进行参数调整和工作方式的改变，因此DCS的功能发挥受到极大阻碍。
综上所述，虽然现场DCS用的是数字通信方式和模拟量通信方式，由于模拟通信方式的一些缺陷。
因此想改变这样的情况，今后DCS肯定会被全数字化现场控制系统所取代。
数据无线传输案例
一、项目需求1.模拟量数据采集该系统是将现场数据实时的采集到监控室，将采集的数据动态直观的显示在界面上，实现相应的软件功能，同时能够便捷的把数据传送到相关负责部门。
本系统主要是集中22处现场设备，包括气体探测器、仪表等其它相关设备。
2.视频数据采集来源于一厂，二厂，水厂等视屏监控信号，现场配置网络硬盘录像机及就地显示，再将来自不同区域的视频信号进行分割，合成，录制，最终在统一的平台上进行处理。
并在服务器中进行按统一标准进行存储。
存储的数据可以接受来自于本厂区不同部门计算机的调用与回放。
能够根据用户的需要灵活的显示各个录像现场的真实情境。
3.DCS与PLC中的数据读取DCS的数据系统要通过数据接口或相关的规约将系统运行的中间数据读出，并在数据服务器中按相关的逻辑进行保存。
并在服务器组态软件上实时显示。
PLC中的数据要通过组态或串口读取系统中各指定变量的值，通过光缆与数据服务器进行通讯。
把指定的数据按指定的逻辑结构进行数据保存。
并在服务器组态软件上实时显示。
二、设计方案1.模拟量数据采集功能实现1.1方案说明目前，模拟量数据采集监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、 ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM短信/GPRS通信等在模拟量采集中，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远，因此架设光缆（电缆）难度大、费用高，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，不切合实际。
总之，监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。
监控系统中，无线通信方式主要包括：超短波（230MHz）无线数传、扩频、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。
DCS系统通讯方案
DCS系统通讯方案DCS（分布式控制系统）是一种应用于工业控制领域的系统，用于监测和控制各种工业过程的硬件和软件设备。
在DCS系统中，通讯方案起着至关重要的作用，它负责将分布在各个设备上的数据进行传输和交换，以实现远程监控和控制。
本文将探讨DCS系统通讯方案的选择和应用。
在DCS系统中，通讯方案的选择要考虑系统的可靠性、实时性、安全性和可扩展性等因素。
下面是常见的几种DCS系统通讯方案。
1.以太网通讯方案：以太网是一种应用广泛的局域网技术，具有高带宽、可靠性高、实时性好的特点，因此成为了DCS系统通讯的首选方案之一、通过以太网，DCS系统可以实现设备之间的数据传输和交换，同时还能够连接到辅助系统和上位机，以实现远程管理和监控。
以太网通讯方案适用于需要高速数据传输和大量设备连接的场景。
2.无线通讯方案：随着无线技术的不断进步，无线通讯方案在DCS系统中也得到广泛应用。
无线通讯可以实现远程监控和控制，同时减少布线和设备安装的成本，提高系统的灵活性和可扩展性。
无线通讯方案适用于设备分布范围广泛、环境复杂且不便于布线的场景。
3.PROFIBUS通讯方案：PROFIBUS是一种常用的工业通讯总线协议，它具有高实时性、可靠性好、抗干扰能力强等特点。
PROFIBUS通讯方案适用于工业现场设备密集、距离较近、设备种类繁多的场景。
通过PROFIBUS，DCS系统可以将各个设备连接起来，实现数据传输和控制。
4. Modbus通讯方案：Modbus是一种常用的串行通讯协议，它具有简单、灵活、易于实施的特点。
Modbus通讯方案适用于设备种类繁多、不同厂家设备之间的集成，通过Modbus，DCS系统可以方便地进行设备之间的数据传输和交换。
5. OPC通讯方案：OPC（OLE for Process Control）是一种开放的通讯标准，它允许不同厂家、不同系统之间进行数据交换和通讯。
OPC通讯方案适用于需要和其他系统进行数据交互的场景，通过OPC，DCS系统可以与其他系统进行无缝对接。
计量自动化系系统数据交换方法
计量自动化系系统数据交换方法一、引言计量自动化系系统是指在工业生产过程中，通过各种计量仪表和自动化设备对物理量进行测量和控制的系统。
这些系统通常需要进行数据交换，以实现监测、控制、优化和管理等功能。
本文将介绍计量自动化系系统中常用的数据交换方法。
二、数据交换方法1. 串行通信串行通信是指将数据位按照顺序依次传输的通信方式。
它具有传输距离远、传输速率高的特点。
在计量自动化系系统中，常用的串行通信协议有RS-232、RS-485、Modbus等。
RS-232协议适用于近距离通信，通常用于计量仪表与上位机之间的数据交换；RS-485协议适用于较远距离通信，通常用于计量仪表之间的数据交换；Modbus协议是一种开放的通信协议，广泛应用于工业自动化领域。
2. 并行通信并行通信是指将多个数据位同时传输的通信方式。
它具有传输速度快、传输距离短的优点。
在计量自动化系系统中，常用的并行通信接口有Centronics接口、IEEE 488接口等。
Centronics接口常用于打印机与计算机之间的数据交换；IEEE 488接口是一种通用的并行通信接口，适用于仪器仪表之间的数据交换。
3. 网络通信网络通信是指通过计算机网络进行数据交换的通信方式。
在计量自动化系系统中，常用的网络通信协议有TCP/IP、OPC等。
TCP/IP 协议是一种基于互联网的通信协议，适用于分布式计量自动化系统中各个节点之间的数据交换；OPC协议是一种开放的工业自动化通信协议，可实现不同厂家的计量仪表和自动化设备之间的数据交换。
4. 无线通信无线通信是指通过无线电波进行数据交换的通信方式。
在计量自动化系系统中，常用的无线通信技术有蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等。
蓝牙技术适用于近距离无线通信，通常用于计量仪表与移动设备之间的数据交换；Wi-Fi技术适用于局域网内的无线通信，通常用于计量仪表与上位机之间的数据交换；Zigbee技术适用于低功耗、低速率的无线通信，通常用于计量仪表之间的数据交换。
基于DCS的无线数据传输控制协议设计与实现
基于DCS的无线数据传输控制协议设计与实现摘要本文从实际监控项目出发，阐述了无线数据传输控制协议在DCS中的地位和作用，重点分析和讨论协议设计中关于传输类型和握手机制的问题。
关键词协议；DCS；握手随着科学技术的迅速发展，越来越多的领域采用计算机和单片机技术来改造传统产业，对其生产过程各环节进行监测和控制。
生产过程监控主要是指对受控对象的运行状态和运行过程进行监测和控制[1]。
国外信息技术发展起步早，计算机和单片机技术应用和信息化管理的水平较国内高，监控技术理论与实践水平较高，监控系统在国外企业中的应用非常普遍；另外，国外监控系统市场非常活跃，但监控系统价格昂贵，维护成本较高，现阶段在我国企业引进国外中小型监控系统难度较大。
在这种背景下，国内掀起了研发中小型监控系统的热潮。
国内电子信息技术和计算机技术起步较晚，大多数监控系统研发公司研发水平和技术水平较低，其监控系统在可靠性、实时性、稳定性与高效性等诸多方面存在不足。
国内各公司相关研发水平参差不齐，而企业和政府对监控系统的需求正逐年增加（企业大型仓库、种植园、大型体育馆及宾馆客房温度和火警监控等），这对相关项目的研究与开发都提出了新的要求，在现有基础上进行系统研究，制定相关协议与标准是未来技术发展的必然趋势[2]。
基于DCS的无线数据传输控制是无线DCS研究的主要内容和关键技术。
虽然现有协议和模块种类比较丰富，但对基础协议的研究有利于降低产品的成本和提高系统安全性。
在各种环境下，协议的适应程度直接影响着整个监控系统的运行，因此，基于DCS的无线数据传输控制协议设计成为整个项目的关键所在。
1传输类型传输类型包括：控制传输和数据传输两类。
控制传输采用一对多、码分多址方式。
计算机发出的控制信号通过无线模块发送到各监控终端（广播方式），监控终端解调出控制数据送给解码器，解码器根据地址码来判断是否解码。
数据传输采用多对一、码分多址加轮询方式[3]。
监控终端实时采集现场数据，并将其存于临时数据缓冲区，监控中心计算机按上位机监控软件决策要求定时轮询指定监控终端并获取监控终端数据，控制和数据传输模型如图1所示。
用无线通讯方式实现计量站和DCS系统的通讯
用无线通讯方式实现计量站和DCS系统的通讯文章结合青西联合站站外RTU系统的实际情况，阐述了如何通过无线通讯方式实现RTU系统与DCS系统的通讯，为现场工程师解决远程信号有线传输过程中信号衰减或中断提供了一种灵活和有效的解决方案。
标签：RTU系统；DCS系统；无线通讯；信号衰减前言青西联合站外围共有青1、青2、青3、青4和青5五个外围RTU站，数据均通过电缆线实时传到联合站中控DCS系统中。
由于多次的洪水泛滥及人为施工，造成青1、青2、青3、青4、青5计量站的自动化通讯线路彻底毁坏，联合站DCS系统无法实现与计量站的通讯，计量站内的单量、可燃气体检测等数据不能传回联合站，给边远井的生产带来了隐患。
作者介绍了如何通过无线通讯方式实现RTU站与DCS系统的通讯。
1 采用无线网桥的实施方案目前的站外通讯链路在青西现场具有很大的缺陷，5个RTU站的通讯很容易受到自然灾害的破坏，而且毁坏后很难恢复，严重影响日常生产的顺利进行。
目前计量站RTU系统拓扑结构如图1所示。
图1 目前站外RTU系统拓扑结构从图1可看出站外RTU系统的通讯链路主要由电话专线网与“猫”组成，显然这一应用结构具有维护麻烦、故障率高的特点（一是“猫”需要定期更换；二是线路经常故障，需要通讯公司的维护），并且不能提供更大的数据传送支持，目前已不能适应现在生产及管理的需求。
为了彻底解决目前的问题又能保持先进性和可扩展性，可采用超高频无线局域网技术，实现站外RTU系统通讯链路的改造。
改造后的计量站RTU系统拓扑结构如图2所示。
2 效果评估（1）无线通讯方式避免了人为挖掘或自然灾害对通讯线路的损坏；（2）避免了有线传输过程中信号衰减的问题；（3）该技术成熟，工作稳定可靠，且不需要更换原有系统、软件及组态；（4）数据传送量大，更好的适应计量站未来发展的需求。
在通讯链路改造完成的基础上，配套协议转换设备和OPENBsi数据集中软件系统，实现主站RTU与RTU各站系统的连接，在不更换原有系统、软件及组态的情况下可实现DCS系统与站外RTU系统的数据连接，恢复青1、青2、青3、青4和青5五个外围站的数据通讯。
无线仪表在和利时DCS系统平台中的应用
无线仪表在和利时DCS系统平台中的应用作者：蒋天跃，丁慧玲，等来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2016年第4期蒋天跃，丁慧玲，李江波（贵州开磷化工装备工程有限公司，贵州贵阳551109）摘要：DCS 是英文Distributed Control System 的简称，译为中文是“分散控制系统”，也可以叫做“分布式计算机控制系统”，突出特点是集中式管理和分散式控制，它是随着计算机技术、网络技术和控制技术的发展而高度集中的一个产物。
由于其智能、高效的管理，在工业控制，特别是在化工生产、电力、冶金等方面有广泛的应用。
关键词：无线仪表；分散控制系统；发展；应用中图分类号：TN9 文献标识码：A 文章编号：1673-1069（2016）11-156-20 引言开磷集团大部分的DCS 系统都是和利时和浙江中控的，最近我们公司硫酸某车间刚刚进行了技术改造，对生产过程中的低温热进行回收，由于是技术改造，要加入的仪表很分散，也有很多控制点的仪表通信电缆铺设很困难，而且环境很恶劣，后来公司决定使用无线仪表。
由于仪表是通过电磁波来传输介质的，消除有线基础设施设计和建设的复杂性，而且无线仪表不受地域和空间的影响，传输距离远。
通过以无线方式监测更多设备以预测设备故障，数据可靠性高于99%，资金节省40-60%，覆盖最远程区域并保持全程。
并且仪表的电池有寿命，仪表有十年稳定性，售后有十二年有限质保。
下面是基于无线仪表的DCS 系统体系（图1）艾默生罗斯蒙特Gateway1420 智能无线网关，又名罗斯蒙特708 无线声波变送器。
无线仪表是通过WirelessHART 将数据传输到无线网关中，无线网关可以轻松通过以太局域网连接集成到控制系统（和利时DCS 系统）中去，而且无线网关能够在不断变化的环境中自动管理无线通讯，如图1 所示，如果无线仪表离无线网关的距离较远，那么较远仪表会通过较近的仪表将数据传输到无线网关。
网络通信技术在dcs控制系统中的应用研究
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.32.114网络通信技术在DCS控制系统中的应用研究①邓真(福建雅鑫电子材料有限公司 福建三明 365300)摘 要：DCS控制系统是现代工业领域中较为常用的控制技术，其面对现代工业生产中的大量设备，具有分布式布置、集中控制的应用形式，可以促进工业自控模式生成，突破传统人工生产模式的限制，可见该项技术的重要性。
但DCS控制系统必须借助网络通信技术来实现，说明网络通信技术是该系统中的关键技术，本文为了了解网络通信技术于DCS系统中的应用，将展开分析工作，主要阐述该项技术的作用、形式及注意事项。
关键词：网络通信技术 DCS控制系统 应用中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)11(b)-0114-02①作者简介：邓真（1984—），男，汉族，福建三明人，大专，助理工程师，研究方向：仪表自动化。
网络通信技术是一种信号传输技术，本身具有较高的通用性，可以应用于DCS控制系统当中，主要现场信号传输，而通过该项技术的信号传输，可以使DCS中的自控部件自动运作，运作完全依照信号指令，可见网络通信技术的重要性。
而现代很多工业单位的DCS系统应用中，对网络通信技术的应用并不了解，使系统应用效果大打折扣，因此如何优化系统中网络通信技术是值得关注的问题。
1 DCS控制系统基本概念DCS控制系统的应用必须先建立骨架，而骨架则是形成系统网络的关键，即DCS作为分散布置、集中控制的控制系统，其硬件建设中必须建立集控中心，且在每个控制目标处，设置信号发出设备。
这一条件下，借助网络通信技术可使集控中心与控制目标之间形成“网状”关系，代表骨架网络的生成。
在骨架网络的基础上，控制目标与信号发出设备就充当了节点“角色”，其即代表控制目标，又代表了控制数据源头。
借助网络通信技术，可以实现节点与集控中心之间的交互式信息传输，给自控或人控模式提供控制依据。
火电厂DCS系统与现场仪表无线通讯
火电厂DCS系统与现场仪表无线通讯摘要电力是我国经济发展的基础，而火力发电是我国的主要发电方式。
目前，绝大部分火电厂使用DCS控制系统，在控制过程中通过电缆与现场仪表连接，实现各类信号的传输。
虽然在使用过程中比较稳定，但也存在一些缺点，如：电缆敷设需要花费大量的人力、财力;对于一些老厂，电缆长时间使用后出现绝缘不合格或铜线氧化等问题，造成设备误动或信号传输错误。
随着无线通讯技术、计算机技术的日益发展，DCS系统与现场仪表的无线通讯将应用而生，解决有线通讯存在的一些缺陷，更好的保证发电机组安全、稳定运行。
本文通过有线通讯系统在实际使用的缺陷和事故案例，突出无线通讯的诸多优点;同时提出了实现无线通讯的方案。
标签：现场仪表;无线通讯;DCS系统0.引言DCS系统与现场仪表实现无线通讯，可以完全避免因为电缆故障发生的各类事故。
在实现无线通讯过程中，现场仪表的选择、无线通讯协议的选择、DCS 系统无线I/0模块将成为关键。
1.DCS系统与现场仪表无线通讯与有线通讯的对比下面结合在日常工作经验和一些实际案例，列举出有线通讯存在的问题。
这些问题通过无线通讯的实现将全部解决。
1.1 有线通讯费用高工期长有线通讯在电厂建设时期，需要花费大笔费用采购电缆，耗费大量人工进行电缆桥架安装、电缆沟开挖、电缆敷设、现场仪表接线、DCS端子板接线等工作。
电缆敷设完成后，需要进行各部位的防火封堵，作为重点防火部位进行管理。
在后期的使用过程中，如果电缆损坏，故障点又无法查找，通常需要敷设新电缆，工作量非常大。
1.2有线通讯易发生信号干扰有线传输的过程中，现场仪表与DCS系统之间通过4-20ma、1-5V、1-10V 等标准电信号实现数据的采集和指令的发送，这些信号在传输过程中容易受到干扰，在使用过程中需要采取一系列的抗干扰措施。
在实际使用中，一些大功率的电气设备启动时，周围的压力变送器送回到DCS信号会有小幅度波动。
在电缆敷设过程中，如果信号电缆与电源线敷设在一起，也会引起一定的干扰。
探讨如何在无信号区域实现计量自动化终端通信
探讨如何在无信号区域实现计量自动化终端通信作者：李跃洪来源：《山东工业技术》2014年第20期摘要：计量自动化系统里长期处于离线状态或上线不稳定的用户，多处于无信号区域，影响了计量自动化终端接入，阻碍了计量营销业务的开展。
本文针对如何在无信号区域实现计量自动化终端通信，分析列举几个切实有效的解决方案。
关键词：无信号区域;终端通信;计量点;信号中继器1 概述根据广东电网公司2014年重点工作计划，今年将继续深入开展计量自动化系统升级改造工作，实现专变用户、台区总表、变电站线路关口表和低压集抄用户，计量自动化系统自动抄表率超过98%的工作目标。
但因个别用户计量点安装在无通信运营商网络信号或信号差的区域，影响了计量自动化终端接入，阻碍了计量装置远程监控、抄核收、线损分析等计量营销业务的开展。
现需通过相关技术手段和处理措施，进一步提高终端在线率和电量数据采集完整率。
2 存在的问题及原因分析广东电网计量自动化终端主要依靠GPRS、CDMA等无线公网进行数据采集。
如某些用户计量点安装在偏远山区或地下室，移动、联通等无线通信运营商的网络信号覆盖不到或强度较弱，信号不稳定、信号盲点问题突出，导致终端无法远程接入系统，无法稳定上线、向主站传输数据。
而且，公共网通信的效果在相当程度上依赖移动、联通运营商的对相关业务的重视程度和维护水平，数据业务目前还不是运行商的主营业务，故障处理时间得不到保障。
从计量自动化系统的终端运行数据统计情况分析，按地理环境特点分类，存在以下的问题。
2.1 边远山区偏远山区的地理环境特点及其影响如表1所示。
可以看出，改善偏远山区用户计量终端接入情况的主要技术瓶颈在于如何在偏远环境下保证通信的稳定性。
偏远山区常见的地理环境特点及其影响有几个类型：（1）处于山峰峡谷地段的，一般是终端点附近没有网络信号或者信号较弱，结果会导致终端无法上线，无法进行远程通信;（2）离变电站超10千米得边远地区，无信号覆盖的同时，也没有安装有线电话，导致无法使用有线通信接入;（3）位于省际交界区域的，其通信网为外省信号，终端SIM卡未开通漫游功能，导致无法进行远程通信。
电厂DCS系统无线监测模拟量信号的方案
电厂DCS系统无线监测模拟量信号的方案DCS是过程自动化工厂的核心控制系统，是确保工厂“安、稳、长、满、优”运行的大脑和总指挥官。
新一代DCS是以DCS为基础，融合应用新一代信息技术，人工智能技术、泛在感知信息、先进智能控制技术，所形成的智能控制系统，实现生产过程的智能控制与运行、智能监测和故障诊断预警报警、智能安全，达到减员增效、高效环保、灵活、主动安全管控的目标。
根据当前生产型企业的生产模式现状和未来趋势，将无线通讯技术融入DCS系统中，打通将“分散”数据“综合”处理的数据通讯链路，从而辅助工厂企业更快速的实现新一代智能控制系统（DCS）的建立。
■电力行业应用将发电厂多处分散分布的流量计信号数据汇总到厂区的DCS系统在电厂生产作业中，生产用水在火电厂中约占95%，主要包括循环冷却水、除灰(渣)用水、工业冷却水、锅炉补给水和化学自用水以及其他耗水。
厂区用水流量监测，达到计量用水、合理用水和科学管水的目的。
实时监测生产用水情况，不但能够充分利用水资源，且对于用水流量数据的整理分析有利于生产和节能。
电厂无线解决方案▼无线模拟量传输装置可直接替代有线模拟量信号传输方式，实现4-20mA或0-5V 电压信号的点对点、一点对多点、多点对一点的无线传输功能。
通过无线方式传输工业现场的模拟量信号，采集工业现场标准4~20mA电流信号并通过无线方式传送，可以接入二次仪表、PLC、DCS等设备。
在使用时，外接220V电源并接入对应信号线即可实现模拟量信号的无线通讯。
既可以实现点对点通信，也适合于点对多点而且分散不便于挖沟布线等应用场合。
该电厂将厂区内4个区域共16路流量计信号传入约2公里以外的DCS系统中并在无纸记录仪上显示数据。
由于厂区面积较大，厂房较多，若采用有线方式施工，成本高且周期长，故考虑采用无线通讯的方式完成四个分散区域模拟量数据的无线传输。
根据现场情况决定采用无线模拟量传输装置共5台来完成该需求。
电力计量自动化现场无线通信检测装置设计
电力计量自动化现场无线通信检测装置设计随着电力行业的发展和电力计量技术的不断提高，电力计量自动化已经成为智能电网建设的重要组成部分。
在电力计量自动化系统中，数据的准确传输和通信的稳定性是关键，因此需要设计一种能够实现无线通信检测的装置。
我们需要选择一种有效的无线通信技术。
当前，LoRaWAN技术在物联网领域得到了广泛应用，具有长距离传输、低功耗、大容量等特点，是一种理想的选择。
我们将采用LoRaWAN技术作为无线通信的基础。
接下来，我们需要设计一个硬件电路来实现无线通信功能。
该装置的主要功能是读取电能表的计量数据，并通过无线通信模块将数据传输到服务器。
我们需要将无线通信模块、计量数据采集模块和数据处理模块等集成到一块电路板上。
无线通信模块是装置的核心部分，负责与服务器进行通信。
我们可以选择一款集成了LoRaWAN通信功能的模块，如Semtech的SX1276芯片，该芯片具有优良的抗干扰性能和灵敏度。
为了保证通信的安全性，还需加入数据加密和身份认证等功能。
计量数据采集模块负责读取电能表的计量数据，并将其转换成数字信号进行处理。
我们可以选择一款高精度的电能表芯片，如微功率的STPM34或PZEM-016，用于读取电能表的电流和电压等参数。
数据处理模块负责对采集到的计量数据进行处理和存储。
我们可以选择一个高性能的处理器芯片，如ARM的Cortex-M系列处理器，用于处理数据和与通信模块进行交互。
我们需要设计一个合适的电源模块来为装置提供电力。
由于该装置需要连续工作，并且具有一定的功耗要求，因此可以选择一种高效的开关电源模块，如LM2576芯片。
电力计量自动化现场无线通信检测装置设计方案包括选择LoRaWAN技术作为无线通信基础、设计硬件电路来实现无线通信功能、包括无线通信模块、计量数据采集模块和数据处理模块，并设计适合的电源模块来为装置供电。
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究作者：张超来源：《山东工业技术》2018年第20期摘要：目前我国许多大型化工厂的主要通讯方式仍是通过有线传输，尽管有线设备具有较好的稳定性，但是在大型生产过程中，设备众多的情况下，有线通讯所使用的电缆过多，在生产现场不容易管理，并且化工生产所在的环境腐蚀性较强，对电缆的绝缘层会造成损坏，对员工的生命安全缺乏。
化工生产过程中存在种类繁多的控制仪表，随着自动化技术和计算机科学技术的发展，DCS控制系统逐渐的完善，传统DCS控制系统的有线连接已经不能满足日益发展的化工生产要求，因此为提高化工生产的质量以及安全，必须要发展无线通讯技术来解决这些问题。
本文将基于DCS控制系统，对化工生产中的无线通讯技术进行研究分析，希望能促进我国化工行业的发展。
关键词：化工生产；无线通讯；DCS系统DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.20.1310 引言基于计算机网络的理论，可以通过建立局域网，将各个设备利用无线通讯技术连接起来，更深层次的利用到DCS网络的各个层次，但本文重点研究无线通讯技术基于DCS网络在控制层方面的研究。
综合节能、环保、经济的理念，提出DCS网络控制的设计方案，建立无线通讯的方式来完善化工生产控制网络的通信功能。
1 化工无线通讯DCS系统的发展及背景1.1 DCS系统简介DCS系统全称是分布式控制系统，该系统结合了自动化技术和计算机科学技术，对于化工生产过程中的各个仪表都能进行精确的控制，从而有效的提高化工生产的质量和效率。
DCS 系统通过计算机控制不同区域的系统，将危险分散化，同时又通过集中管理多台计算机，使得管理又有很强的集中性，DCS系统拥有稳定性强、精准度高、分散控制能力强、控制模式多样化等多方面优点，在化工生产行业逐渐成为主流的应用。
1.2 化工无线通讯DCS系统的发展背景在当前化工行业，主要的无线通讯方式主要有以下几种，无线局域网技术、蓝牙技术、ZigBee技术，这三种通讯技术是短距离无线通讯技术，适用在一些特定的情况。
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究目前我国很多大型化工厂的主要通讯方式仍是通过有线传输，尽管有线设备具有较好的稳定性，但是在大型生产过程中，设备众多的状况下，有线通讯所使用的电缆过多，在生产现场不简单管理，并且化工生产所在的环境腐蚀性较强，对电缆的绝缘层会造成损坏，对员工的生命平安缺乏。
化工生产过程中存在种类繁多的掌握仪表，随着自动化技术和计算机科学技术的发展，DCS掌握系统渐渐的完善，传统DCS掌握系统的有线连接已经不能满意日益发展的化工生产要求，因此为提高化工生产的质量以及平安，必需要发展无线通讯技术来解决这些问题。
本文将基于DCS掌握系统，对化工生产中的无线通讯技术进行研究分析，期望能促进我国化工行业的发展。
关键词：化工生产；无线通讯；DCS系统DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.20.1310 引言基于计算机网络的理论，可以通过建立局域网，将各个设备利用无线通讯技术连接起来，更深层次的利用到DCS网络的各个层次，但本文重点研究无线通讯技术基于DCS网络在掌握层方面的研究。
综合节能、环保、经济的理念，提出DCS网络掌握的设计方案，建立无线通讯的方式来完善化工生产掌握网络的通信功能。
1 化工无线通讯DCS系统的发展及背景1.1 DCS系统简介DCS系统全称是分布式掌握系统，该系统结合了自动化技术和计算机科学技术，对于化工生产过程中的各个仪表都能进行精确的掌握，从而有效的提高化工生产的质量和效率。
DCS系统通过计算机掌握不同区域的系统，将危急分散化，同时又通过集中管理多台计算机，使得管理又有很强的集中性，DCS系统拥有稳定性强、精准度高、分散掌握力量强、掌握模式多样化等多方面优点，在化工生产行业渐渐成为主流的应用。
1.2 化工无线通讯DCS系统的发展背景在当前化工行业，主要的无线通讯方式主要有以下几种，无线局域网技术、蓝牙技术、ZigBee技术，这三种通讯技术是短距离无线通讯技术，适用在一些特定的状况。
厂区分散PLC在不同通讯协议下与DCS系统无线通讯
厂区分散PLC在不同通讯协议下与DCS系统无线通讯一、应用环境为推动企业智能化数字化升级，跟随响应节能减排与能源可持续发展的号召，进一步增强企业竞争力，同时为避免大幅度电缆铺设及维护工作，厂区需要针对目前的燃煤发电作业进行技术及流程的无线改造。
通过这些无线技改措施的实施，厂区不仅能显著提升生产效率，减少人力成本，还会大幅度增强作业的安全性，降低生产风险。
这些项目将涵盖煤料仓作业的实时无线监控，实时掌握堆取料机等物料运送设备的状态；车间高风险作业的巡检故障报警，能够及时发现潜在的安全隐患并迅速发出警报，提升了电厂的生产效率和安全性；车间物料运送的数据汇总，优化物料运送流程，提高生产线的响应速度；以及生产设备之间无线联锁技术的应用，实现设备之间的智能协同，防止误操作，确保生产过程的安全稳定。
二、无线技改的需求设备运维部门负责整个热电厂各个生产环节设备的运行维护工作。
现在运维部门需要将厂区内煤棚、翻车机室、1#锅炉房、2#锅炉房及料仓控制室的10台PLC数据通过无线方式传输至和利时DCS系统中，完成集中监测和远程控制功能。
这样运维人员可以实时调出每个PLC设备的历史运行数据，也能出现问题及时响应，保障生产安全和效率。
目前遇到如下技术难点：1.PLC分布在各个生产车间中，距输煤DCS电子设备间1-5KM距离不等。
2.由于系统要求不同，每个车间的PLC型号和通讯协议都不一致，无法直接传输回DCS 系统中。
3.需要将不同型号的PLC，其中包括S7-300、S7-1500及S7-1200进行无线自组网通讯。
4.每个厂区的PLC设备涉及不同的通讯协议和接口，如Profibus、DP、Profinet等通讯协议，为节省成本，在通讯中需要统一协议再进行组网。
三、主要应用场合工业级无线通信装置DTD433MEY提供了RS232和RS485接口，无线可靠传输距离在20KM范围内均可使用。
既可以实现点对点通信，也适合于点对多点而且分散不便于挖沟布线等应用场合，不需要编写程序，不需要布线，无运行费用，可以穿过障碍，绕过阻挡物，工厂省去挖沟布线的时间，直接代替线缆省去后期维护线缆的费用。
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统探讨
化工生产过程控制中无线通讯DCS系统探讨摘要：随着如今社会的不断发展与进步，我国在经济与行业发展上已经取得了较好的成果，信息技术也在各行各业之中发挥着至关重要的作用，在化工行业的发展过程当中，已经大面积的应用进了控制技术，如无线通讯DCS系统。
该系统的使用可以说是化工行业的一大转折点，其实现了化工生产与管理的智能化，在大大减轻了工作人员工作量的同时，又提高了工作成效。
本文就对化工生产过程控制中的无线通讯DCS系统进行分析，供参考。
关键词：化工生产过程；控制；无线通讯DCS系统信息技术的进步为很多行业都带来了全新的发展面貌，可以说是为传统行业注入了新鲜的血液，无线通讯DCS系统也是属于计算机控制技术中的一类，在专业领域之中也将其称之为分布式控制系统。
该系统可以对多台设备进行同时管控，在化工生产过程中使用，既能够有效的降低生产风险，也易于管理监督，是促进化工生产制造业可持续发展的重要途径。
1.无线通讯DCS系统的通讯协议以及接口1.1通讯协议的选择分析在化工生产的控制过程当中所应用进的无线通讯DCS系统当中，其主要包括了通讯协议以及接口，而这两方面是无线通讯DCS系统最为重要的构成部分，在选择通讯协议的过程当中，设计人员必须要将控制层协议、系统成协议以及管理层协议三大层次作为主要的控制部分。
就比如，在控制层协议的选择上，该协议的主要优点就在于其门槛比较低，在以太网或者硬件等方面都有着较高性能与功能作用，可以在多种情况下进行使用，比如JAVA或者是c/c++语言等等。
而在系统层协议的选择，在广域网或者因特网当中是比较适合的，在管理层协议的选择上，设计人员必须要尽可能的符合数据站的共享功能，从而来降低通讯的难度。
1.2接口的设计分析在无线通讯DCS系统中的通讯协议接口设计这方面，设计人员第一步要做的就是设计串行口通讯，而在设计的时候一般都是使用的RS485接口或RS232接口，在我国一些相关的试验当中发现，前者数据信号是使用的平衡传输方式，其可以在共享干扰上有着很好的效果，并且在总线收发器的灵敏性上也非常的高。
厂区废水废气等模拟量信号无线传输到DCS系统
厂区废水废气等模拟量信号无线传输到DCS系统DCS系统一般指分散控制系统（集散控制系统），分散控制系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
■石油化工行业的应用循环经济下，将工业废气、废料、废水进行产业链资源整合，回收再利用。
化工行业是我国国民经济的支柱产业之一，同时也是一个高污染高投入的行业，随时可能面临能源及原材料危机。
随着循环经济的推广与实施，结合化工行业本身特点，从循环经济的3R原则（减量化、再使用和再循环）入手，通过实施清洁生产和环境管理体系，积极利用生态工业技术和设备，设计和改造工艺流程，变成无废、少废的生态工艺，使上游产品所生产的废物成为下游产品的原料，在企业内部实现物质的闭路循环和高效利用。
无线解决方案▼农业肥料生产通过产业整合和集约经营，集中建设了热电联供、工业气体、工业水厂、污水处理厂、废物焚烧炉、天然气管网等公用工程体系，实现生产配套、废物处理等资源共享。
钛业将生产钛白粉等钛产品工艺流程中废气、废水等工业废副产品，转给大地农业供其生产复合肥料；而大地农业也将肥料生产过程中的工业酸类蒸汽供给钛业生产之用；两者还共享了天然气等资源。
这一过程中各类工业废气、废水的流量则需要实时监测，汇总到工厂的DCS系统中进行综合决策处理。
因涉及两个大型工厂，流量计分布在厂区各处，所以采用无线的方式将流量计所采集到的工业废水/气数据传输到DCS系统监测。
使用无线模拟量传输装置来完成该需求，可节省施工周期；功耗低，节能环保；自组网通讯，数据安全性得以保障。
现如今，无线通讯技术根据当前生产型企业的生产模式现状和未来趋势，将该技术融入的DCS系统中，打通将“分散”数据“综合”处理的数据通讯链路，从而辅助工厂企业更快速的实现新一代智能控制系统（DCS）的建立。
IDCB网络与DCS系统通讯说明
1、IDCB远程I/O与DCS系统通讯接口及协议说明IDCB系列前端的通讯物理层为RS485，可与任何具有RS485 或RS232接口、支持ModBus协议的计算机、设备或系统特别是DCS系统实现通讯（采用RS232接口时中间需加485-232转换器）。
接口方式：接口：RS485通讯协议：MODBUS RTU方式功能码：03或04数据格式：n,8,1波特率：9.6k、192.k、38.4k、115.2k可设定数据处理方式：所有测点均为温度点，测量值放大10倍后向上传送（有符号数），主站接收后应进行反向处理即除10后还原为实际值。
对于现场应用较多的直流模拟量前端IDCB-4E/DR/Y，单台前端测量点数为20点，起始地址：00，每次通讯可读取该前端的1~20点数据。
所有读前端数据的命令格式如下（括号中的1B表示1个字节）：设备地址（1B）、功能码(1B)、数据起始地址高字节（1B）、数据起始地址低字节（1B）、欲读取数据个数高字节（1B）、欲读取数据个数低字节（1B）、CRC 校验值低字节（1B）、CRC校验值高字节（1B）。
所有前端读取命令正常返回的数据格式如下：设备地址(1B)、功能码(1B)、字节数(1B)、数据(字节数不定)、CRC校验(低,1B)、CRC校验(高，1B)。
（1B表示1个字节）读取模拟量输入点数据的命令格式举例：与模拟量前端的通讯主要采用以下命令。
例：读取6号前端1至20通道的数据对串口发送命令为：(数据为十六进制)设备可能返回数据为：设备地址功能码返回字节数通道1数据高位通道1数据低位……通道20数据高位通道20数据低位CRC低字节CRC高字节03 03 06 03 E8 01 F4 XX XX返回数据意义为：通道1的数据为100.0（16进制03E8），通道20的数据为50.0（16进制01F4）。
2、电源方案IDCB-4E/DR远程I/O网络所有类型前端均采用单一220V交流电源供电，内部工作电源均采用独立的AC/DC转换隔离产生，对接地无特殊要求。
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用无线通讯方式实现计量站和DCS系统的通讯
作者：郑磊刘晓晨路世东
来源：《科技创新与应用》2014年第32期
摘要：文章结合青西联合站站外RTU系统的实际情况，阐述了如何通过无线通讯方式实现RTU系统与DCS系统的通讯，为现场工程师解决远程信号有线传输过程中信号衰减或中断提供了一种灵活和有效的解决方案。
关键词：RTU系统；DCS系统；无线通讯；信号衰减
前言
青西联合站外围共有青1、青2、青3、青4和青5五个外围RTU站，数据均通过电缆线实时传到联合站中控DCS系统中。
由于多次的洪水泛滥及人为施工，造成青1、青2、青3、青4、青5计量站的自动化通讯线路彻底毁坏，联合站DCS系统无法实现与计量站的通讯，计量站内的单量、可燃气体检测等数据不能传回联合站，给边远井的生产带来了隐患。
作者介绍了如何通过无线通讯方式实现RTU站与DCS系统的通讯。
1 采用无线网桥的实施方案
目前的站外通讯链路在青西现场具有很大的缺陷，5个RTU站的通讯很容易受到自然灾害的破坏，而且毁坏后很难恢复，严重影响日常生产的顺利进行。
目前计量站RTU系统拓扑结构如图1所示。
图1 目前站外RTU系统拓扑结构
从图1可看出站外RTU系统的通讯链路主要由电话专线网与“猫”组成，显然这一应用结构具有维护麻烦、故障率高的特点（一是“猫”需要定期更换；二是线路经常故障，需要通讯公司的维护），并且不能提供更大的数据传送支持，目前已不能适应现在生产及管理的需求。
为了彻底解决目前的问题又能保持先进性和可扩展性，可采用超高频无线局域网技术，实现站外RTU系统通讯链路的改造。
改造后的计量站RTU系统拓扑结构如图2所示。
2 效果评估
（1）无线通讯方式避免了人为挖掘或自然灾害对通讯线路的损坏；（2）避免了有线传输过程中信号衰减的问题；（3）该技术成熟，工作稳定可靠，且不需要更换原有系统、软件及组态；（4）数据传送量大，更好的适应计量站未来发展的需求。
在通讯链路改造完成的基础上，配套协议转换设备和OPENBsi数据集中软件系统，实现主站RTU与RTU各站系统的连接，在不更换原有系统、软件及组态的情况下可实现DCS系统与站外RTU系统的数据连接，恢复青1、青2、青3、青4和青5五个外围站的数据通讯。
3 结束语
为了保证原有系统的可操作性和完整性，计量站RTU系统的数据应保证能够进入DCS系统，便于操作人员延续原有的操作，减少误操作，使整改后的系统与原系统保持一个整体，方便管理。
随着这一方法在工业现场的成功应用，必将为更多的用户及技术服务工程师提供极大的便利，同时也将创造更大的经济效益。
参考文献
[1]邹彩虹，姚传安.远程供水测控终端系统的设计[J].仪表技术与传感，2006（5）.
[2]邹思轶.嵌入式Linux设计与应用[M].清华大学版社，2002.
[3]马建明.数据采集与处理技术[M].西安交通大学出版社，2005.。