鄭慧莉

(中國電力工程顧問集團(tuán)公司，北京 100120)

近一段時(shí)間以來，無線控制技術(shù)已成為自動(dòng)化領(lǐng)域的熱門話題，無線控制技術(shù)可以大幅降低控制系統(tǒng)成本，并有效簡化控制系統(tǒng)，具有逐步替代傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的潛力，是未來自動(dòng)化產(chǎn)品新的增長點(diǎn)和發(fā)展方向之一。傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)是有線控制系統(tǒng)，具有監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量多、布線復(fù)雜、集成難度較大，施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)工作量大等問題。首先，惡劣的環(huán)境給工程布線帶來了一定的困難；其次，由于布線數(shù)量多和布線路徑復(fù)雜，一方面需要設(shè)置母線槽、電纜橋架、電纜穿管等，另一方面需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境選擇耐高溫、防爆、阻燃等要求的電纜，以及橋架隔板，還需考慮防火堵料封堵等；再次，不便于維護(hù)，系統(tǒng)的安裝、查線、調(diào)試需要花費(fèi)大量時(shí)間，維護(hù)與更換的復(fù)雜度大，費(fèi)用較高，影響電廠建設(shè)工期；最后，電纜易老化腐蝕，控制系統(tǒng)長期運(yùn)行面臨著電纜老化、腐蝕破損等其他自然或人為損壞因素。因此，與有線控制方式相比，無線控制技術(shù)的優(yōu)越性是不言而喻的。在保證信號(hào)安全、暢通、可靠的條件下，通過無線技術(shù)可以將電廠用于監(jiān)視、控制、報(bào)警、保護(hù)等現(xiàn)場儀表傳感器與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、直到上層管理信息系統(tǒng)相集成，無線技術(shù)還可應(yīng)用于現(xiàn)場無線設(shè)備之間互聯(lián)等。因此，無線控制技術(shù)具有良好的應(yīng)用發(fā)展前景。

1 無線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)

為實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備的互換性和互操作性，降低成本，擴(kuò)大應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，無線技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，從而使來自不同生產(chǎn)廠商的無線智能儀表與控制系統(tǒng)產(chǎn)品能夠在同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下協(xié)同工作。早在2005年，國際自動(dòng)化學(xué)會(huì)ISA100就倡導(dǎo)并致力于通過定義和頒布系列標(biāo)準(zhǔn)、推薦導(dǎo)則以及組成相應(yīng)技術(shù)工作組，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和控制環(huán)境下的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化。迄今為止，無線網(wǎng)絡(luò)仍難以統(tǒng)一到一個(gè)真正意義上的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，仍需要有一個(gè)融合發(fā)展的過程，其現(xiàn)狀是：其中有的無線標(biāo)準(zhǔn)已正式頒布實(shí)施，有的還在討論審批過程中，有的尚處于研發(fā)階段。以下就主要的無線標(biāo)準(zhǔn)做簡單介紹。

1.1 無線HART標(biāo)準(zhǔn)

無線HART標(biāo)準(zhǔn)是HART通信協(xié)議的擴(kuò)展，是面向過程測量、過程控制和資產(chǎn)管理全面應(yīng)用的一種無線協(xié)議，是專為過程監(jiān)視和控制等工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)的。2007年6月，經(jīng)HART通信基金會(huì)批準(zhǔn)，無線HART標(biāo)準(zhǔn)作為HART 7(Wireless HART)技術(shù)規(guī)范的一部分，加入了總的HART通信協(xié)議家族中，這是無線技術(shù)發(fā)展的里程碑。IEC 62591(Ed.1.0)是國際電工委員會(huì)于2010年4月批準(zhǔn)發(fā)布的完全國際化的無線HART標(biāo)準(zhǔn)，它是過程自動(dòng)化領(lǐng)域的第一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)，符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。該網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在2.4GHz頻段上，采用直接序列擴(kuò)頻、通信安全與可靠的信道跳頻、時(shí)分多址同步、網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備間延控通信等技術(shù)。迄今為止，全球至少安裝了2400萬個(gè)HART裝置，為無線HART的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

1.2 無線ISA100標(biāo)準(zhǔn)

無線ISA100標(biāo)準(zhǔn)是由國際自動(dòng)化學(xué)會(huì)管理并倡導(dǎo)的，處于發(fā)展過程中的相對(duì)較新的標(biāo)準(zhǔn)，也是無線傳感領(lǐng)域中具有競爭力的標(biāo)準(zhǔn)之一，其采用了6LoWPAN技術(shù)，主要提供工業(yè)自動(dòng)化與控制應(yīng)用領(lǐng)域的、重點(diǎn)在現(xiàn)場設(shè)備級(jí)的無線標(biāo)準(zhǔn)。6LoWPAN是“IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks”(低功率無線個(gè)域網(wǎng)上的IPv(6)的縮寫，屬于IETF(因特爾網(wǎng)工程任務(wù)組)中的一個(gè)工作組。

ISA100標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是在物理層使用了IEEE802.15.4的射頻標(biāo)準(zhǔn)。采用分層的技術(shù)，為各層之間提供了獨(dú)立性，使得任何層內(nèi)的修改不會(huì)干擾到其他層，這種獨(dú)立性是面向未來的基礎(chǔ)，便于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展新技術(shù)。

1.3 無線ZigBee標(biāo)準(zhǔn)

無線ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知所發(fā)現(xiàn)新食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee無線技術(shù)模仿蜜蜂通過跳舞來傳遞信息方向，并支持海量節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，最多可支持65535個(gè)設(shè)備，該標(biāo)準(zhǔn)由ZigBee聯(lián)盟所定義，于2004年12月獲得批準(zhǔn)且基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)頻率2.4GHz的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信協(xié)議。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)化組織主要致力于制訂諸如嵌入傳感、醫(yī)療數(shù)據(jù)收集、電視遙控類用戶裝置、家庭自動(dòng)化等方面應(yīng)用的IEEE無線標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)網(wǎng)規(guī)范，并受到許多大的工業(yè)聯(lián)合體的支持。另外，ZigBee也已制訂了如鑒別、加密、關(guān)聯(lián)和應(yīng)用服務(wù)等處于通信上層的附加通信性能方面的相關(guān)規(guī)定。

1.4 無線WIA—PA標(biāo)準(zhǔn)

無線WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)標(biāo)準(zhǔn)是中國工業(yè)無線控制技術(shù)聯(lián)盟針對(duì)過程自動(dòng)化領(lǐng)域的需求而率先制定的WIA子標(biāo)準(zhǔn)，是在中科院沈陽自動(dòng)化研究所的牽頭下，聯(lián)合浙江大學(xué)、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所等十余家單位，自主研發(fā)成功的無線標(biāo)準(zhǔn)。WIA-PA規(guī)范于2008年10月31日經(jīng)過國際電工委員會(huì)(IEC)全體成員國的投票，以96%的得票率獲得通過，作為公共可用規(guī)范IEC/PAS 62601標(biāo)準(zhǔn)化文件正式發(fā)布。目前WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)已形成我國國家標(biāo)準(zhǔn)草案，得以使工業(yè)無線技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)形成Wireless HART(HART基金會(huì))、ISA 100.11a(ISA)、WIAPA(中國)三足鼎立的局面。

1.5 無線IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)

無線IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE儀器和測量協(xié)會(huì)的傳感器技術(shù)委員會(huì)發(fā)起的，專為智能傳感器接口制訂的標(biāo)準(zhǔn)，其主要特點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)處理的智能化，其IEEE 1451.5-2007標(biāo)準(zhǔn)即為智能傳感器無線通信協(xié)議和傳感器電子數(shù)據(jù)表格式的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.6 其它

無線 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE LAN/MAN標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制訂的有關(guān)無線局域網(wǎng)通信的系列標(biāo)準(zhǔn)。無線EnOcean標(biāo)準(zhǔn)是樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的一種無線通信系統(tǒng)，至今并未獲得相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的批準(zhǔn)認(rèn)可，但受到西門子等公司的大力支持。此外，還有僅在有限范圍內(nèi)用于傳輸少量數(shù)據(jù)的IEEE 802.15.1(藍(lán)牙)無線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以及廣為所知的GSM/GPRS等無線標(biāo)準(zhǔn)。

2 無線標(biāo)準(zhǔn)的融合

不難看出，目前無線標(biāo)準(zhǔn)的種類繁多，它們在市場中也各占有一席之地，要想實(shí)現(xiàn)無線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一非常難，無線標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的融合面臨很大的挑戰(zhàn)。在這些新興的無線標(biāo)準(zhǔn)中有三個(gè)公認(rèn)的主流標(biāo)準(zhǔn)，它們是無線ISA100.11a、無線HART、無線WIA-PA。由于無線ISA100.11 a和無線HART之間有重合性，ISA100委員會(huì)為推進(jìn)無線標(biāo)準(zhǔn)的融合工作，成立了融合小組—ISA100.12，目前ISA100.12已經(jīng)開始做無線標(biāo)準(zhǔn)的融合工作，負(fù)責(zé)無線ISA100和無線HART的技術(shù)融合，它獨(dú)立咨詢各個(gè)終端用戶需求，成立融合用戶需求團(tuán)隊(duì)來接受用戶的需求，并提出無線標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)融合建議，融合工作建議請求已于2010年9月投票通過，并得到了ISA100委員會(huì)的批準(zhǔn)。

雖然無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融合的過程是艱難和漫長的，但隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和市場需求的推動(dòng)，相信在不久的將來，無線標(biāo)準(zhǔn)融合工作一定會(huì)有突破性進(jìn)展，以實(shí)現(xiàn)無線控制產(chǎn)品價(jià)值的最大化。

3 無線控制技術(shù)在國外的應(yīng)用

無線智能儀表與控制系統(tǒng)在國外發(fā)電廠、冶金、石化、煉油等行業(yè)已有許多成功的應(yīng)用案例。

法國Carling的Total 石化公司，該公司安裝了智能無線溫度變送器，用以傳輸鍋爐爐壁的溫度變化信息，該鍋爐主要向工廠裂解爐提供蒸汽，通過無線溫度變送器對(duì)爐壁溫度進(jìn)行監(jiān)視。

英國E.ON發(fā)電廠，裝機(jī)容量為1940 MW，采用了艾默生公司的智能無線技術(shù)對(duì)水處理流量進(jìn)行監(jiān)視和測量。

美國愛達(dá)荷州的Nu-West公司磷肥廠，采用了智能無線技術(shù)對(duì)距離中控室250英尺的反應(yīng)塔上16個(gè)測量點(diǎn)的溫度和壓力信息進(jìn)行監(jiān)視和控制。

美國加利福尼亞州Chevron公司的油田。這個(gè)油田安裝了2個(gè)智能無線網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)視蒸汽輸入過程以及測量井下壓力。無線設(shè)備投入運(yùn)行后，大大提升操作人員的安全性、減少廢水排放、縮短生產(chǎn)時(shí)間、優(yōu)化了生產(chǎn)策略。

美國賓夕法尼亞州PPL發(fā)電廠，采用了智能無線技術(shù)測量鍋爐給水泵系統(tǒng)的壓力、溫度、油位等相關(guān)信號(hào)。

美國Nebraska電站采用無線技術(shù)用于監(jiān)視其遠(yuǎn)方的油罐工況。

美國LCRA下屬的SGPP(3×650MW機(jī)組)電廠和LPPP(545MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組)電廠采用無線控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩廠異地的數(shù)據(jù)共享和通信管理等。

4 無線控制技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀

無線控制技術(shù)在我國冶金、化工、石化等領(lǐng)域已有了初步的應(yīng)用業(yè)績。例如：江蘇連云港某化工有限公司的2000t2，6—二異丙基苯胺反應(yīng)系統(tǒng)、精溜裝置溫度壓力監(jiān)控、進(jìn)料系統(tǒng)的監(jiān)控等采用WIA-PA工業(yè)無線控制技術(shù)取代了目前化工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線技術(shù)，該無線控制系統(tǒng)是我國目前無線控制規(guī)模最大的系統(tǒng)，自2010年11月正式投運(yùn)至今，運(yùn)行效果反應(yīng)良好。無線WIA-PA網(wǎng)絡(luò)是無需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支持可自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備啟動(dòng)后，無需人工配置，自主形成網(wǎng)絡(luò)。無線智能變送器采集到工藝過程變量有溫度(14臺(tái))、壓力(3臺(tái))、差壓(4臺(tái))液位(3臺(tái))、流量(4臺(tái))等參數(shù)，通過WIA-PA網(wǎng)絡(luò)，傳輸至網(wǎng)關(guān)，分散控制系統(tǒng)(DCS)通過MODBUS協(xié)議訪問網(wǎng)關(guān)，讀取到的信息通過PID運(yùn)算后，形成控制指令，利用MODBUS協(xié)議中的寫保護(hù)寄存器指令發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)經(jīng)過解析利用WIA-PA無線控制網(wǎng)絡(luò)下發(fā)到指定的無線執(zhí)行器(13臺(tái))。WIA-PA無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍在空曠環(huán)境下可以達(dá)到1500M，但在實(shí)際工程中存在著樓板、鋼管、設(shè)備等障礙物對(duì)無線信號(hào)產(chǎn)生遮擋，減弱信號(hào)強(qiáng)度，因此有些節(jié)點(diǎn)不能直接與網(wǎng)關(guān)通信，只能通過其他監(jiān)測點(diǎn)路由送到網(wǎng)關(guān)，通信路徑的冗余是保證數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)氖侄巍?/p>

目前國內(nèi)電廠還沒有實(shí)質(zhì)性大范圍應(yīng)用無線控制技術(shù)的實(shí)例，據(jù)了解，河北張家口電廠、上海石洞口電廠、廣東茂名電廠分別在水源地、除灰、葉輪給煤機(jī)等系統(tǒng)采用了無線控制技術(shù)，簡單介紹如下：

張家口發(fā)電廠全廠共有8×300MW機(jī)組，其水源地共有26口深井，原采用長距離架空電纜遠(yuǎn)方控制，最長控制電纜大約為5.05公里。電廠經(jīng)技術(shù)改造后，在水源地每個(gè)井位布置1臺(tái)遠(yuǎn)方遙控箱，通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集單元，信號(hào)經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)，通過GPRS APN業(yè)務(wù)傳輸至泵房監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)方控制，該無線控制系統(tǒng)自2007年投運(yùn)以來，運(yùn)行狀況一直穩(wěn)定，能滿足電廠運(yùn)行管理要求。

華能上海石洞口第一發(fā)電廠除灰系統(tǒng)原采用常規(guī)PLC控制，倉泵和灰?guī)斓牟糠帜M量信號(hào)沒有納入可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)，由于自動(dòng)化水平較低，給電廠運(yùn)行管理帶來不便。2008年電廠對(duì)除灰系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，控制范圍包括四臺(tái)鍋爐的氣力輸灰、灰?guī)?、灰漿系統(tǒng)，考慮到在灰?guī)焐戏笤O(shè)電纜較困難，灰?guī)祉旓L(fēng)機(jī)差壓、灰?guī)斓琢骰L(fēng)機(jī)壓力、斜槽流化風(fēng)機(jī)壓力等的測量選用了無線智能變送器。無線硬件由無線變送器和無線網(wǎng)關(guān)1420組成，單個(gè)無線設(shè)備之間的距離可以達(dá)到228m，無線網(wǎng)關(guān)與上位控制系統(tǒng)采用有線連接，通信方式可以有Modbus485、ModbusTCP/IP、OPC 3種可選。電廠技改后的控制系統(tǒng)采用羅克韋爾AB系列的PLC，由于AB系列的PLC沒有空余的485接口，電廠無線控制采用OPC連接?，F(xiàn)場智能無線變送器完全由電池供電，連續(xù)工作3～5年無需更換。1420網(wǎng)關(guān)需要接24VDC電源，整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)通電后自動(dòng)上線調(diào)整，無需人工干預(yù)，自動(dòng)化水平較高，現(xiàn)場調(diào)試人員只需通過無線手操器HART 375進(jìn)行變送器參數(shù)設(shè)定，也可在隨機(jī)配備的無線軟件中進(jìn)行設(shè)置。該無線控制系統(tǒng)集成簡單，便于實(shí)施，自投運(yùn)至今運(yùn)行穩(wěn)定，電廠反映良好。

廣東茂名電廠200MW機(jī)組的葉輪給煤機(jī)，采用進(jìn)口無線遙控系統(tǒng)，常規(guī)輸煤系統(tǒng)都是采用PLC進(jìn)行控制，由于葉輪給煤機(jī)屬于移動(dòng)設(shè)備，采用拖車或電纜卷筒供電方式較多，控制電纜使用行走電纜，至少采用一條數(shù)字量控制電纜和一條模擬量屏蔽計(jì)算機(jī)電纜，行走電纜需要布置電纜掛和滑輪支架等，預(yù)埋件難定位，其安裝、使用和維護(hù)都非常不方便，采用無線控制技術(shù)后，不僅省去了行走電纜，連從葉輪給煤機(jī)就地控制箱至輸煤程控柜的電纜也取消了，日常維護(hù)更加方便，該無線控制系統(tǒng)自2003年投運(yùn)至今，運(yùn)行狀況良好。

5 應(yīng)用無線控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

以下分別對(duì)江蘇連云港化工廠的反應(yīng)系統(tǒng)、精溜裝置采用無線控制技術(shù)和廣東茂名電廠葉輪給煤機(jī)采用無線控制技術(shù)為例進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

5.1 江蘇連云港化工廠無線控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

江蘇連云港化工廠2000t2，6—二異丙基苯胺反應(yīng)系統(tǒng)、精溜裝置采用WIA-PA無線控制系統(tǒng)后，降低了工程前期投資，減少了運(yùn)行維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯，根據(jù)相關(guān)資料介紹，具體分析如下：

若采用常規(guī)有線控制，需要將就地檢測元件及儀表引至集中控制室的電子機(jī)柜內(nèi)，需要敷設(shè)電源電纜、橋架、通信線、阻燃屏蔽電纜，整個(gè)裝置所需布線長度約為400M，此項(xiàng)費(fèi)用(包括安裝費(fèi))按常規(guī)計(jì)算為6萬元；DCS需要增加I/O板卡，每個(gè)模擬量卡件為4通道或8通道。國產(chǎn)卡件0.2萬元/個(gè)，進(jìn)口卡件為0.5萬元/個(gè)，每增加一個(gè)I/O點(diǎn)，費(fèi)用最低需要400元，41個(gè)模擬量輸入點(diǎn)，13個(gè)模擬量輸出點(diǎn)，DCS部分要增加7個(gè)卡件，此項(xiàng)費(fèi)用3.6萬；41臺(tái)有線儀表調(diào)試費(fèi)共計(jì)0.4萬元，因此總的儀表安裝調(diào)試費(fèi)用為10萬元。

按有線控制計(jì)算：DCS的價(jià)格為21萬，現(xiàn)場儀表費(fèi)用為30萬元，現(xiàn)場施工安裝調(diào)試費(fèi)用為10萬元，共計(jì)61萬元。施工時(shí)間為2個(gè)月。

采用無線控制技術(shù)后，現(xiàn)場無需布線，DCS只需增加1個(gè)帶有MODBUS RTU協(xié)議的板卡，費(fèi)用為0.2萬元，增加無線網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)關(guān)，費(fèi)用為0.4萬元。

由此可以看出，采用無線控制技術(shù)后減少儀表和卡件等費(fèi)用共計(jì)9萬元，節(jié)省儀表控制系統(tǒng)投資15%，施工安裝費(fèi)用降低80%，調(diào)試安裝時(shí)間從原來的2個(gè)月縮減到半個(gè)月，大大節(jié)省了人力和時(shí)間，縮短建設(shè)項(xiàng)目投資，有效降低工程成本。

5.2 廣東茂名電廠無線控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

廣東茂名電廠200MW機(jī)組的葉輪給煤機(jī)采用無線控制技術(shù)后，不僅省去了行走電纜，連從葉輪給煤機(jī)就地控制箱至輸煤程控柜的電纜也取消了，日常維護(hù)更加方便，同時(shí)還取消了葉輪給煤機(jī)專用的I/O模塊，每臺(tái)機(jī)可節(jié)省約30個(gè)I/O點(diǎn)。

若采用常規(guī)電纜控制，1臺(tái)葉輪給煤機(jī)需要的開關(guān)量和模擬量模塊約要2萬元，1根ZR-KVV22P2-24×1.5電纜及1根ZR-DJYPVP-2×2×1.0電纜各200m，共計(jì)費(fèi)用8000元，加上就地控制箱、電纜掛、鋼管以及施工安裝費(fèi)用等，總費(fèi)用超過了1套無線遙控裝置的費(fèi)用。

由此可見，無線控制技術(shù)非常適合惡劣環(huán)境下長距離的監(jiān)控。葉輪給煤機(jī)采用無線控制后，不但節(jié)省了投資，減輕了電廠運(yùn)行、維護(hù)工作量，還提高了系統(tǒng)的安全、可靠性，值得在電廠中推廣應(yīng)用。

6 無線技術(shù)在電廠應(yīng)用展望

如前所述，無線控制技術(shù)已經(jīng)在電廠水源地、灰?guī)臁⑷~輪給煤機(jī)等地得到成功應(yīng)用，因此，在電廠無人值守的泵房、油灌區(qū)等輔助車間或輔助系統(tǒng)采用無線控制技術(shù)是可行的。

隨著無線控制協(xié)議融合的發(fā)展以及智能無線儀表、執(zhí)行器的應(yīng)用發(fā)展，在保證信號(hào)安全、暢通的條件下，無線技術(shù)原則上可以用于電廠的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視、排放監(jiān)視、旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)視、視頻安防、火焰遙測、廠內(nèi)通信、常規(guī)控制和保護(hù)等。

當(dāng)巡檢人員配置具有全功能PC環(huán)境的無線移動(dòng)工具，可實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行人員及現(xiàn)場設(shè)備的無線通信，完成現(xiàn)場設(shè)備及過程的就地?cái)?shù)據(jù)收集、檢查、故障診斷、調(diào)校等，需要時(shí)也可與實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)狀態(tài)檢修系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)文檔系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)信息共享。配置無線定位跟蹤系統(tǒng)后，可實(shí)施現(xiàn)場人員的動(dòng)態(tài)管理。

7 電廠應(yīng)用無線控制技術(shù)的建議

無線技術(shù)是過程控制領(lǐng)域最前沿的技術(shù)，采用無線控制技術(shù)使發(fā)電廠的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試和運(yùn)行更加智能化和簡單化。目前，美國艾默生公司、美國霍尼韋爾公司和日本橫河電機(jī)公司等已研發(fā)出一系列智能無線儀表設(shè)備，而且在國內(nèi)外都有成功的應(yīng)用業(yè)績，因此，可以在電廠的某些區(qū)域或系統(tǒng)逐步用無線控制系統(tǒng)替代有線控制系統(tǒng)。在電廠應(yīng)用無線控制技術(shù)的建議如下：

(1)基于目前國內(nèi)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，建議先在水源地、葉輪給煤機(jī)、除灰系統(tǒng)、城市供熱網(wǎng)站、輸煤碼頭卸料系統(tǒng)等采用無線控制系統(tǒng)，逐步擴(kuò)展到其它輔助車間系統(tǒng)。

(2)在電廠中應(yīng)用無線技術(shù)應(yīng)選擇合適的無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有一定技術(shù)實(shí)力以及工程應(yīng)用能力的供應(yīng)廠商，從而使所選定的無線控制系統(tǒng)滿足電廠安全性、擴(kuò)展性、開放性、可靠性、良好電源管理性和多協(xié)議支持等要求。

(3)選擇無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，建議重點(diǎn)考慮：一是較低頻率的無線技術(shù)有著較長的通信距離；二是在傳輸距離和空間數(shù)據(jù)傳輸速率之間要掌握好平衡點(diǎn)，傳輸速率越低其傳輸距離則越遠(yuǎn)；三是選用合理的傳輸方法，如：固定頻率、FHSS、DSSS、OFDM等，采取一定的安全措施，如：信息加密、鑒定/確認(rèn)、密匙管理等。

(4)做好無線技術(shù)應(yīng)用工程的評(píng)估工作。如采用射頻頻譜分析儀預(yù)先測定電廠區(qū)域的已有頻譜，確定具體的安全要求及組態(tài)，確定無線網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)集成要求，提前做好與地方無線電管理委員會(huì)的溝通協(xié)商等。

[1]ISA 100和無線標(biāo)準(zhǔn)的融合，Harry Forbes 2010.10.1 ( ISA WCI中國路演 2011年資料).

[2]工業(yè)無線技術(shù)在電廠的應(yīng)用場合探討 霍尼韋爾中國公司(儀表網(wǎng)).

[3]艾默生智能無線技術(shù)電廠工程應(yīng)用案例，2011-6-21(儀表網(wǎng)).

[4]張瓊，王紅艷，白冰穎.工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2011，(2) .

[5]田擁軍，趙光強(qiáng).基于ZigBee的智能用電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國儀器儀表，2011，(4) .