武钢耗新水GSM_GPRS无线计量系统

信息化技术与控制

开放即标准是公开的非专有的。互可操作则指在系统的同一套组态环境下可以无损失地使用来自不同厂商的设备的全部功能。FF实现互可操作的办法是规定基本标准的功能块,对厂商特有的功能则使用/设备描述-DD0,这是一种标准的程序语言,主系统通过读懂它来理解设备的全部特有的功能。

FF现场总线产品分成如下几类:

(1)现场设备

现场总线设备是系统的重要组成部分,对现场总线控制系统的评价离不开对现场设备的评价。这主要体现在:¹控制运算能力;º如可下装功能块的种类和数量,运算能力强,控制可不依赖上位控制器;耗电低,可在同一线上挂更多的设备,目前省电的变送器耗电可小于12mA;»单独下装组态的能力,不改变硬件对软件进行升级;¼软件设置后备LAS(链路活动调度器)功能;½就地调整和显示功能。

(2)主系统

网关桥路控制器;接口卡;I/O设备或PLC;组态软件、功能块、DD文件。

(3)辅件

电源组抗器;安全栅/重复器;终端匹配器;分线盒。

(4)维护工具

总线检测软件;现场设备固件下装接口。

INFORMATIONTECHNIQUE&CONTROL主要现场设备能提供最广泛支持的技术标准不是我们应选择的标准。

以热工过程变送器和阀门为主要现场设备的系统选择FF-H1更妥,再配以PLC类设备完成辅助的逻辑控制和I/O;以运动逻辑控制设备为主要现场设备的系统选择Profibus-DP更妥,再配以Profibus-PA完成辅助的热工过程测量控制。只是一些混合控制系统可能使我们犹豫不决,因为其中两类现场设备都有且不分上下。

在系统层FF-HSE(高速以太网)是最佳的选择,理由如下:

(1)数据通过率达100M甚至1Gbps;(2)以太网是非常普及、廉价的技术;

(3)有可互操作性;

(4)FF成员不仅包括DCS制造商也包括PLC制造商的大部分。

所以FF-HSE应成为仪控信息、电控信息、计算机管理信息一体化理想的高速通道。所不足的是FF-HSE推出较迟,是否能被市场认可尚需进一步观察。

5 结束语

现场总线控制系统是自动化控制系统发展的重要方向,它的特点和优势决定了它在自动化控制系统中的发展前景,在现代企业大力推行信息化技术的今天,现场总线控制系统不失为一种理想选择。

[编辑:薛 敏]

4 现场总线的选型

这里提出一个选择现场总线的简单判断,即系统

武钢耗新水GSM/GPRS无线计量系统

牛小红,胡学文,向焱如,余利昆

(武钢计控公司,武汉 430080)

[摘 要]文章介绍了武钢吨钢耗新水计量点工程中采用的GSM/GPRS无线网络传输技术,它是以中国移动公司先进的VPN(虚拟专用网络)技术为基础的成熟的无线数据采集系统,完善了耗新水计量,降低了武钢吨钢耗新水指标。[关键词]耗新水;计量;GSM/GPRS无线网络传输

建立完善的计量检测体系是企业节能降耗的重要手段。钢铁产业是国民经济的重要基础产业,是实现工业化的支撑产业,是技术、资金、资源、能源密集型产业,钢铁产业的发展需要综合平衡各种外部条件。国家发改委已正式颁布实施了5钢铁产业发展政策6,以提高钢铁工业整体技术水平,推进结构调整、

[收稿日期]2007-02-07改善产业布局、发展循环经济、降低物耗能耗、重视环境保护、提高钢铁企业综合竞争力。为了建立节能型企业,特别是能耗大户的钢铁企业,国家对吨钢耗新水有具体的限制指标,产业政策规定到2005年,钢铁企业吨钢耗新水降到12t以下,2010年降到8t以下。

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信息化技术与控制

1 存在的问题

由于各主体厂耗新水计量点配备不完善,无法准确地计算吨钢耗新水的指标,控制工序能耗。钢铁企业是工业生产的耗能大户,为降低能耗,提高企业综合竞争力,建立节能型企业,确保吨钢耗新水达到12t以下的标准,以响应国家的节能号召,达到国家5钢铁产业发展政策6的规定要求,必须完善耗新水计量工作。

武钢目前吨钢耗新水十多吨。为此,2005年由武钢股份公司生产技术部能源处组织实施了/武钢耗新水计量点系统工程0,由计控公司承接施工项目,以完善各主体厂的耗新水计量,降低武钢吨钢耗新水的指标。

2 系统构成

由于武钢耗新水计量点遍布武钢各个水站及主体厂,且主要分布在水站及主要生产线的边缘地段,现场环境复杂,各点距离较远,对设备的安装、电缆的敷设有一定的难度,故在设计系统数据传输部分采用目前应用成熟的GSM/GPRS无线网络平台实现数据无线传输。

根据工程的实际及其要求,本方案将整个系统划分为两个层次,下层为数据采集监控层,主要由现场仪表、信号转换器、通讯分机、通讯基站、前置机组成;上层为数据管理层,负责将下层传输上来的计量数据进行归纳整理、分档分类、管理分析,形成各种报表,并将数据存储在数据库服务器中,实现全公司范围内数据共享,为数据使用单位服务。

211 数据采集监控层

数据采集监控层主要负责将一次仪表输出的4~20mA的电流信号转换成GSM通讯装置能够接收的标准信号,GSM通讯装置收到信号后,通过RS485接口将数据传输到前置机。

(1)一次仪表

因为本次项目所涉及的工艺管路基本上都是生产用水,测量管道大部分位于地面以下,且很多位置只有在停产检修的条件下才能停水施工,这对项目的工期将会带来极大的影响,因此,在工艺上可以停水的地方现场一次检测仪表采用型号为WJS-604C管段式超声波水表,在工艺上不能停水的地方采用型号为WJS-606插入式超声波流量计。因为插入式超声波流量计的传感器部件安装是采用我公司专用的钻孔工具,在现场原管道上钻取直径22mm的孔,将传感器插入管内约5mm,且不影响液体在管道内的流动状态,

可实现现场不停产、带压安装。

这两种型号的超声波流量计都是以/速度差法0为原理测量封闭圆管内液体流量的仪表。采用了先进的多脉冲技术、信号数字处理技术及纠错技术,测量不受磁铁干扰,低始动流量,高计量准确度,无压力损失,最大量程比可达100:1,使仪表更适应工业现场环境。

(2)信号转换和传输

信号转换器实现将现场一次检测部件的信号转换成GSM通讯装置接收的标准信号。

信号传输是通过GSM/GPRS通讯装置完成。现在,任何一个无线网都无法和GSM网相比拟。在任何一处GSM网覆盖的范围之内(即有手机信号的地方),我们都可以用GSM网抄表系统装置来建立自动化的抄表中心。在很多无法用拨号或专线来完成数传的场合,而自建无线发射、接收系统又不合算的情况下,GSM通讯分机便显示出其强大的优势。因为设备都集中在中心或者是流量仪表端,即插即用,这就使得维护工作更加容易。在很多场合,使用GSM通讯分机具有更好的性能价格比,也具有更大的实用性。

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信息化技术与控制

对于用户来说,GSM通讯分机的使用也极为简单,用户只需购买移动或联通的标准SIM卡插入到现场一次仪表所外接的无线收发装置就可以启用自动抄表了,其运行费用按GSM网络收发短信息的收费标准收取费用。

213 数据管理层

数据管理层主要以耗新水数据库接入服务器通过厂内局域网与前置机进行物理连接,实现数据的管理。

耗新水数据管理是武钢能源计量网络的一个子系统,它将无线计量数据采集系统传输到前置机的实时数据通过VB编写的接口软件采集到耗新水数据库接入服务器,并在服务器端进行数据显示、归纳整理、分档分类、管理分析,形成各种报表和曲线,并将数据通过接口软件存储在武钢能源计量网络的PHD数据库服务器中,实现全公司范围内数据共享,为数据使用单位服务。

INFORMATIONTECHNIQUE&CONTROL经济能力和具体现场情况,采用工作稳定、性能价格比高的仪器和设备。其主要特点如下:

(1)下端网络借助中国移动GPRS/GSM网络,组网方便快捷,增容方便,无规模限制。中心端网络则采用中国电信的固定IP地址的有线宽带数据业务,保证系统的高速、稳定。

(2)系统覆盖范围大,只要有GPRS/GSM信号(手机可用的地方),都可以完成数据通讯,投资少,运行成本低。

(3)数据传输质量高,抗干扰能力强,保密性能好。

(4)系统可运行于GPRS和GSM短消息两种数据通讯模式。

(5)工业级设计,接口简单,可定制数据通讯软件模式。

(6)现场仪表供电采用锂离子电池,免去寻找现场电源及供电施工,工作时间>5年(按每天上报一次数据计算)。

(7)插入式超声波流量计可以在不停水的情况下施工,大大缩短施工周期。

3 系统的主要特点

在系统网络的设计中,我们所采用的GSM/GPRS无线网络传输技术,它是以中国移动公司先进的VPN(虚拟专用网络)技术为基础的成熟的无线数据采集系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点,特别适用于面积广、点散的武钢耗新水计量系统;在流量检测设备的选型上,在满足实用性的同时,应考虑企业的

4 实施效果

耗新水一期工程已全部完工。通过耗新水计量点工程,完善了各主体厂的耗新水计量,降低了武钢吨钢耗新水的指标。目前吨钢耗新水由2004年的近20m3/t降到目前的12m3/t,达到了国家产业政策要求。

[编辑:曹微言]

(上接第23页)

2115t/a,减少3570万m3/a的烟气排放量。因此环境效益显著。

本项目的节能经济效益是明显的。仅从减少蒸汽热能损失、在相同蒸汽量条件下增加发电量或在相同发电量的条件下节约蒸汽耗量这一点来计算,以及从2005年3月投入调试的实测数据复算表明,节约原煤4200t/a,减少生产成本达到210万元,投资回收期仅3个月。本项目是个有效节能、节约资源的清洁生产项目。312 环保效益

本项目是一个从源头削减和控制污染物产生的工程项目。投入生产运行后,节约原煤4200t/a。减少二氧化硫产生量达到54t/a,减少二氧化硫排放量

4 结论

(1)孔板流量计压力损失不可小视,由此带来的能源消耗很大(一般为孔板差压值的60%左右),应引起企业的高度重视。

(2)弯管流量计无附加阻力损失、免维护、耐高温、耐高压,测量精度完全满足现场需要。

(3)通过技改采用新技术,节能降耗,为企业创造可观的经济效益和社会效益。

[编辑:薛 敏]

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