在DCS上實現(xiàn)無線控制電動執(zhí)行器探索

貢文明

摘要：本文從技術(shù)角度分析了在ABB Symphony DCS-E實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制熱網(wǎng)電動執(zhí)行器的原理和技術(shù)實施方案，為同類系統(tǒng)實現(xiàn)方案提供了一種簡單、經(jīng)濟(jì)的實施方案，對相關(guān)應(yīng)用有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：DCS;4G無線通信;遠(yuǎn)程控制

引言

江蘇華電戚墅堰熱電有限公司為調(diào)節(jié)3個熱網(wǎng)支路管道的供氣壓力，在熱網(wǎng)管道上安裝了3個電動壓力調(diào)節(jié)閥，由于公司對外供熱屬于工業(yè)供熱模式，沒有配備專門的熱網(wǎng)監(jiān)控值班人員，需要在ABB DCS實現(xiàn)閥門的調(diào)節(jié)，但是閥門安裝位置離開機(jī)組DCS的距離很遠(yuǎn)，敷設(shè)電纜難度很大，成本也很高，因此-考慮需要采用無線通信方式來實施。

1需求分析

每個電動調(diào)節(jié)閥需要監(jiān)視1個閥門位置反饋（4-20mA），1個閥門出口壓力信號（4-20mA），1個閥門控制指令（4-20mA），合計2個AI、1個AO。要實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)需要在DCS上組態(tài)1個單回路PID控制器，并在畫面上連接壓力、執(zhí)行器反饋和PID操作器。

DCS側(cè)和執(zhí)行器直接需要通過無線通信可靠連接，可使用的一般是移動通信網(wǎng)絡(luò)，首選方案是每個回路配置2個帶模擬量輸入和模擬量輸出的無線通信模塊實現(xiàn)點對點傳輸。由TDCS系統(tǒng)存在定期檢修，檢修期間控制系統(tǒng)會停電，因此還需要考慮后備手操實現(xiàn)，結(jié)合上述需求我們研究的系統(tǒng)配置方案如下圖：

2實現(xiàn)原理分析

現(xiàn)場側(cè)的數(shù)據(jù)采集模塊采集執(zhí)行器反饋和管道壓力信號，輸出執(zhí)行器控制指令;DCS側(cè)數(shù)據(jù)采集模塊輸出執(zhí)行器反饋和壓力信號，接收DCS閥門控制指令;數(shù)據(jù)采集模塊采用4G通訊，接入云服務(wù)器，云服務(wù)器實現(xiàn)兩側(cè)信號的點對點交換和本地手動控制的功能，同時開發(fā)了1個HTML5網(wǎng)頁用于在電腦和手機(jī)上實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和控制模式切換。

本地控制時可以在手機(jī)或者電腦上對閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要用于DCS系統(tǒng)檢修時，DCS控制時閥門由DCS操作員站控制。

3研發(fā)過程中遇到的問題

（1）剛開始服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集模塊的通訊頻率設(shè)置為500ms，發(fā)現(xiàn)采集模塊頻繁發(fā)生異常，后來把采集頻率降低到1秒，信號交換增加了死區(qū)判斷，減少了通訊量，解決了通信速率過快導(dǎo)致的問題。

（2）測試過程中發(fā)現(xiàn)由于4G網(wǎng)絡(luò)信號不佳或者其他原因偶然會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包長延遲并發(fā)生錯位，在這種情況下數(shù)據(jù)采集模塊表現(xiàn)無異常，能正常接收和發(fā)送，但是服務(wù)器側(cè)收到的數(shù)據(jù)包總是錯誤的，需要重啟數(shù)據(jù)采集模塊或者斷開TCP連接才能恢復(fù)，設(shè)置了TCP接收延遲最大為5秒，通信異常3次后關(guān)閉連接等待數(shù)據(jù)采集模塊重新連接。

4結(jié)束語

該系統(tǒng)經(jīng)過幾個月的運(yùn)行情況穩(wěn)定，操作響應(yīng)速度在2-3秒左右，完全滿足熱網(wǎng)管道壓力控制需求。選用的4G數(shù)據(jù)采集模塊單價在550元左右，每月移動通信流量約3GB，投資運(yùn)行成本很低，該系統(tǒng)為降低熱網(wǎng)系統(tǒng)管損起到了積極作用。