化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究

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工业自动控制的迅速发展使DCS(集散控制系统)在石化、电力等诸多行业的应用非常广泛。化工生产过程涉及到种类繁多的检测控制仪表,如温度传感器、压力变送器、控制阀、流量计等,现场仪表之间以及和DCS控制系统之间的通讯一般使用有线方式进行数据信号的传输。但随着技术发展,传统DCS有线控制己经不能满足工业生产过程中对于控制系统日益提高的性能要求。尤其是对于铺设通讯电缆困难、存在移动对象、控制节点分散以及环境条件恶劣的工业现场,不得不依靠无线通讯网络来弥补有线通讯的不足,而以电磁波作为传输介质的无线信道克服了上述组网缺点,进一步完善了工业控制网络的通信性能,同时无线通讯技术的日趋成熟和标准化使其在化工过程监控、现场实时故障诊断中的大范围应用也成为可能。从理论上讲,无线通讯技术可以应用到DCS网络的各个层次。本课题提出的无线DCS主要是将无线通讯应用到化工过程控制级网络中,即以无线形式搭建现场控制级通讯网络。无线通讯技术也同样可以在系统级和管理级以及更高的生产控制网络中广泛应用,如此便能构成一套真正意义上的无线通讯DCS系统。本文在深研究了现代控制中常用的无线通讯协议无和化工DCS系统应用的基础上从低功耗、低成本的角度提出了化工生产过程控制中基于嵌入式无线通信DCS系统的整体设计方案,给出了无线网络节点的基本构架。即设计完成了以STM32芯片为主CPU,通讯网络涉及无线通讯和传统以太网通讯,RS485通讯组成的分布式控制系统。
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