无线通信技术特别适用于在空间狭小的、难以接近的或者只有在特定安全条件下才能到达的区域中使用。
可靠性和安全性是使用无线控制技术时的主要问题。同时,带有无线技术的控制系统、网络产品和现场总线仪器设备(包括流量计),也都一一出现在流程工业企业所需零部件的市场中。工业标准不断地涌现、落实,使工业化企业处在转变之中。
市场分析家预言:汽车工业在今后3~5年的时间里对无线通信技术的需求将增加25%。但前提是首先要有一套包括监控、数据采集和程序编制的解决方案。然而,这一领域中有关可靠性和数据安全性的重重顾虑阻碍了它的发展。一种新型的流量计将无线通信技术和有线通信技术结合起来。从而可以利用传统的、高可靠性的有线通信方式进行流量检测数据的传送和读取;同时又能简单方便地利用无线通信技术进行流量计的维护保养和其他日常检测任务。
虽然这种方法不能实现与全无线通信技术相同的成本费用优势,但用户能同时享有的是有线和无线通信技术中的优势——无线通信技术的灵活性和有线通信技术的可靠性。同时,用户也可以从中积累有关无线通信技术的使用经验。
这种不同技术的组合在现场总线仪器设备中的应用,尤其当技术人员要对所安装的生产现场仪器设备直接进行监控、数据分析或查找故障错误时是非常有益的。另外,这种无线通信技术上的组合也特别适合于在空间狭小、难以接近或只有在特定安全条件下才能到达的区域中使用。
图1 利用PDA和无线流量计可以随时随读取并独立显示流量计的检测数据。
利用IR红外接口进行通信
新一代的质量流量计,如FCI型的ST 50和ST 75,都采用了传统的、4~20mA电流模拟输出的有线通信技术和RS232C串行输入、输出通信接口;此外,作为辅助配置它还配备了无线(IR)红外通信接口。固定布线的4~20mA信号输出和串行输入、输出接口提供了已被证明是可靠的向DCS和主控系统交换流程工艺数据的通信方法。
IR红外接口不仅提供了检测数据辅助读取设备的连接可能性,而且也提供了在现场连接电气设备进行设置和系统诊断仪器的可能性。它还省略了安装使用键盘、计算机连接电缆或者用户专用现场总线检测仪、以便能够控制流量计所需辅助设备的费用。这种IR红外接口能够与各种Palm-0S基础的PDA设备连接。PDA能够完成现场检测,故障自我诊断的复查,下载标定升级数据等典型的流量计检测任务。
利用PDA仪器和一个无线通信的流量计能够随时随地显示检测结果,而且也不会对正常工作的流量计或者固定布线的4~20mA信号输出造成影响。对此,流量计配置的数据升级、更新就是最好的实例。另外,故障查询和故障排除也是无线通信流量计技术中最有潜力的应用之一。
确保精确测量
若现场总线技术人员想对流量计进行测试或修订时,可根据自诊代码表中的代码选择支持其PDA设备的代码。另外,利用无线通信技术也可以实现直接在生产厂中对生产现场的流量计进行标定数据的升级下载,而不必停止工作,或打开检测仪器。
选择合适的无线、有线通信的流量计的第一步是选择合适的流量检测技术。考虑到不同的流体介质、设备配置、环境条件、维护保养计划、能源费用和ROI,把最佳选择限制在一种或两种方案以内。在对各种流量检测原理进行分析的基础上,还要考虑其他因素,如精度、可重复性或维修需求和使用寿命。
大多数生产厂家都给出了以水、空气或某种特定气体为介质的参数。这样,典型的空气流量计就像一个可插接使用的质量流量计那样使用了,例如像FCI系列的ST 50,流量检测范围为0.46~46NMPS,检测精度为示值的±1%,满刻度终值的±0.5%,重复检测精度±0.5%。必须保证检测精度、重复精度和流量检测范围符合生产厂在技术规范中对被检测介质的要求,在水、空气和特种工业气体中的检测精度和流量范围可能是不同的。而且用户企业的使用环境条件也能给流量检测带来很大影响。不同的流量检测原理有相合适的应用领域,例如在流量非常低时准确的流量检测、在流量波动很大时和流量下降时的准确检测等。另外,还能实现流量计的电气配置与电气外壳完全无关:在有保护、气候条件良好的室内使用条件下可以使用塑料外壳;而在没有气候调节的使用环境中,或在室外使用时,坚固结实的、有着NEMA/IP防护等级的金属外壳保证了最佳的使用寿命。
小结
在危险场合的安装工作中、或在难以接近的流程设备部件上,组合采用了有线和无线通信技术相结合的流量计使得故障查询、维护保养工作都变得非常方便、简单,无线技术的灵活方便与有线技术的安全可靠完美结合。
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