Беспроводные
контрольно -
измерительные
приборы
|
|
Подробнее - преимущества работы по протоколу
ISA100.11a, возможности системы по
расширению.
Датчик
работает совместно с беспроводным полевым интегрированным
шлюзом YFGW710
Для
организации
беспроводной системы работы беспроводных устройств обязательно также требуется
программно - аппаратный комплект
FieldMate
(версия не ниже R2.03) и рекомендованный
ИК-адаптер |
… разработаны первые в мире беспроводные устройства КИП на базе
стандарта промышленной беспроводной связи ISA100/11a*1
|
|
|
Беспроводной
КИП
-
Построение
беспроводного
будущего
Связь
на
большем
расстоянии
–
Надежная
беспроводная
сеть
с
меньшим
числом
устройств
Надежная
устойчивость
связи
–
Стабильность
работы
в
зонах
с
ограничением
прямой видимости
–
Надежность
в
совместимости
с WiFi
Малое
время
обновления
–
До
одной
секунды
Уникальное
решение
для
батарейного
блока
–
Батареи
с
длительным
сроком
службы
|
 |
|
Семейство беспроводных измерительных
преобразователей ИОКОГАВА
|
|
YFGW710
Встроенный
шлюз
беспроводного
КИП
подробнее
|
|
EJX110B/EJX430B/EJX310B
Датчик
дифференциального
давления
подробнее
|
|
EJX510B Датчик абсолютного
и избыточного давления
подробнее |
EJX118B Датчик дифференциального давления с разделительной диафрагмой
подробнее |
|
|
EJX118B Датчик
дифференциального
давления с
разделительной
диафрагмой
подробнее
|
|
Руководство по размещению и установке беспроводных устройств КИП -
pdf, 5 Mb
|
|
Положение
беспроводных
приборов
КИП в структуре КИП предприятия
|
|
 |
|
Соединение беспроводных
приборов
КИП
с главной системой
|
|
 |
|
|
|
|
|
Конфигурация
беспроводной
сети КИП |
|
Беспроводное решение включает в себя беспроводной датчик-преобразователь
и шлюз.
Шлюз осуществляет двустороннюю связь беспроводных датчиков КИП и системы
верхнего уровня
 . |
Датчик
работает совместно с беспроводным полевым интегрированным
шлюзом YFGW710
Для
организации
беспроводной системы работы беспроводных устройств обязательно также требуется
программно - аппаратный комплект
FieldMate
(версия не ниже R2.03) и рекомендованный
ИК-адаптер |
|
Преимущества
беспроводного
решения
|
|
|
|
Стандарт ISA100.11a, свойства и преимущества
|
|
Почему
для беспроводных средств YOKOGAWA
был
выбран
стандарт ISA100.11a?
|
|
|
Стандарт создавался, в
основном, конечными
пользователями и учитывает прежде всего их
интересы
Интеграция в процесс управления оборудованием
КИП
 |
Стандарт обеспечивает высокую безопасность
|
|
Совместимость с другими
беспроводными системами
Управление по различным протоколам
 |
Не ограничен только контролем
(мониторингом)
– Позволяет использовать различные
типологии сетей (не только тип
«сеть»)
– Охватывает классификацию
использования по Классу 1 для времени
отклика
Масштабируемость и
целостность для всего
предприятия
Подробнее - преимущества работы по протоколу
ISA100.11a, возможности системы по
расширению.
|
Совместимость устройств различных производителей
 |
|
Испытания беспроводных приборов
ISA100.11a в работе - Arkema Inc., Crosby, Техас, США
На заводе ARKEMA в Кросби, штат Техас была проведена
проверка совместимости устройств различных производителей.
Участники: Yokogawa, Honeywell, Nivis, Access, Gastronics, Wilson Mohr
Применение: Датчик давления на резервуаре с водой, температурный
контроль в холодильнике, датчик уровня резервуара, и газовый датчик.
Эксперимент начался 19 сентября, 2009 и успешно завершен. |
|
 |
|
Совместимость с другими
беспроводными
сетями
|
|
Отсутствие
помех
при
использовании
с
другими
беспроводными
устройствами.
Скорость
передачи 250
Кб/с
в
частотном
диапазоне 2,4
ГГц.
ситуация: рядом работает сеть IEEE802.15.4
Выделено 16 каналов в
диапазоне от 2405 МГц до
2485 МГц
Исключение каналов
шумового диапазона
(Black Listing)
 |
|
|
Защита
данных
в
линии
передачи
для
ISA100
|
|
Подготовка
устройства
для
подсоединения
к
сети
–
Подключение
к
системе
осуществляется
с
использованием
специальных
кодов
доступа.
–
Защита,
основанная
на
Улучшенном
Стандарте
Шифрования (AES). Система
аутентификации
с криптографическим алгоритмом,
использующим
уникальные
и
зависящие
от
времени
коды
доступа
|
|
Сетевая топология: гибкий подход для
индивидуального применения
|
|
|
Топология
типа
«Звезда»
|
Топология
типа
«Сеть»
|
|
 |
|
|
-
Прямое
соединение
со
шлюзом
-
Низкое
энергопотреблениe
-
Высокая
скорость
передачи
данных
|
-
Связь
через
сетевые
сегменты (транзитные
участки)
-
Скорость
передачи
данных
ниже
-
Сбор
данных
диагностики
-
Многоуровневая
система
с
резервированием
|
|
Сильные
стороны системы
беспроводной связи Yokogawa
по протоколу
ISA 100
|
|
|
ТОПОЛОГИЯ: может быть
задана принудительно и обеспечивает оптимальный по скорости и сроку
службы вариант
Детерминированный
путь
связи,
малое
запаздывание,
долгий
срок
службы
батарей. Простота
техобслуживания
и
простота
устранения проблем и неисправностей
На примере: Максимум 2
транзитных
участка*
в топологии "ЗВЕЗДА" для
покрытия
расстояния передачи
или
для
связи
со скрытым
датчиком
*Транзитный
участок (сетевой
сегмент):
Кол-во
маршрутов
для
осуществления
связи (передачи
данных)
от
датчиков
к
шлюзу
по
кратчайшему
пути.
 |
|
|
|
|
|
Топология «звезда»
с
резервированием, подходящая
топология
для
“Управления” : 
|
|
Масштабируемость беспроводной сети
GW: Шлюз
BBR: Маршрутизатор магистрали |
|
|
|
|
|
Таблица
сравнения
стандартов ISA100
и WiHART |
|
|
|
ISA100
|
WirelessHART
|
|
Масштабируемость
|
Для
всего предприятия
|
Локальная
|
|
Протокол
|
Гибкий
Многопротокольный
|
Не гибкий - только
протокол
Hart
|
|
Применение
|
от Мониторинга
до Управления
|
Мониторинг
|
|
Другие сетевые
подключения
|
Общепринятые
Стандарты
(WG15)
|
Не
рассматриваются
|
|
Надежность
|
Фиксированная
маршрутизация и
самоорганизация
|
Самоорганизация
|
|
|
|
Чувствительность
приемника |
|
|
Технология ISA100 позволяет
применять приемники с более высокой чувствительностью обеспечивать связь
на большем расстоянии а также надежность и стабильность связи
|
|
|
Связь на большем расстоянии
–
Беспроводной
КИП
от
компании Yokogawa (FieldWireless)
обеспечивает
прямую
связь
на расстоянии 600
м
без использования
ретрансляторов
в
зоне
прямой
видимости.
–
Сила
радиосигнала
зависит
от
расстояния
до
датчика.
|
Надежность
и
стабильность
связи
–
Препятствия
на
пути
сигнала (например,
нагромождение
труб)
отражают
радиосигнал,
при
этом
образуются
пики
и
провалы
мощности
радиосигнала
за
счет
наложения
отраженного сигнала.
–
Связь
с
приемником
с
низкой
чувствительностью
становится
неустойчивой
даже
на
коротком
расстоянии.
|
|
|
ISA100
покрывает
большую
площадь
по
сравнению
с
WiHART.
–
Расстояние
связи (передачи
данных)
в ISA100
в 3
раза
больше по
сравнению
с WiHART
|
|
|
Надежность
линии
беспроводной
связи
Передача
данных
по
стандарту
ISA100
осуществляется
быстрее по
сравнению
с
WiHART
при
меньшем
энергопотреблении.
 |
|
|
Долгий срок службы батарей |
|
 |
|
|
Возможности конфигурации
беспроводной
сети
|
|
|
Время
обновления
|
Количество
устройств
|
|
5 секунд<
|
Макс. 50 блоков
|
|
4 секунды
|
Макс. 40 блоков
|
|
3 секунды
|
Макс. 30 блоков
|
|
2 секунды
|
Макс. 20 блоков
|
|
1 секунда
|
Макс. 10 блоков
|
|
 |
|
Применены стандартные и общедоступные батареи
с большим сроком службы, что в сочетании со сверхнизким
потреблением позволяет долго и без проблем эксплуатировать сеть.
Литиевые тионил-хлоридные стандартные батареи размера D обеспечивают
работу беспроводной связи до нескольких лет.
Уникальный отсек и блок батарей -
стандартные батареи вкладываются во взрывобезопасный футляр, после чего
могут быть перенесены и заменены на рабочих позициях даже в пределах
опасной зоны. |
|
 |
|
|
Температурный
диапазон - условия работы
|
|
|
Датчик
давления
EJX
НОРМАЛЬНЫЕ
РАБОЧИЕ
УСЛОВИЯ
(Дополнительные
свойства
кодов
утверждения
могут
повлиять
на
ограничения)
Температура
окружающей
среды
От-40
до85°C
(от-40
до185°F)
От -30
до 80°C (от -22
до 178°F) -
диапазон индикации
ЖК-дисплея
Температура
технологического
процесса
От-40
до120°C(от-40
до248°F)
- за
исключением
капсулы
L
в
EJX310B
От-40
до100°C(от-40
до212°F)
-
для
капсулы
L
в
EJX310B
|
 |
 |
Датчик
температуры YTA
НОРМАЛЬНЫЕ
РАБОЧИЕ
УСЛОВИЯ
(Дополнительные
свойства
кодов
утверждения
могут
повлиять
на
ограничения)
Температура
окружающей
среды
От-40
до
85°C (от-40
до185°F)
От -30
до 80°C (от -22
до 178°F)
-
диапазон индикации
ЖК-дисплея
Температура
технологического
процесса
От-40
до120°C(от-40
до248°F)
-За
исключением
капсулы
L
в
EJX310B
От-40
до100°C(от-40
до212°F)
-Для
капсулы L
в
EJX310B
|
|
|
БАТАРЕЯ - МОДЕЛЬ
TL-5930
Международный
размер
для
справки:
d,
ER32L615
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ДАННЫЕ
(Типичные
значения @+25°C
для
батарей,
хранящихся
не
более 1
г
|
Номинальная
емкость @ 4
мА,
до 2
В
|
19
Ач
|
|
Номинальное
напряжение
|
3,6
В
|
|
Макс.
рекомендуемый
непрерывный
ток
|
230
мА
|
|
Макс.
возможности
тока
импульса
|
500
мА
|
|
Вес
|
93
г.
|
|
Объем
|
51
куб.см
|
|
Диапазон
рабочих
температур
|
от -55
до +85°C
|
|
Содержимое
металла
Li
|
прибл. 5
г.
|
|
Влияние
температуры
на
батареи
(Внутренний
выборочный
контроль)
|
|
Режим
в/в
|
Время
обновления 5
с
|
Время
обновления 1
с
|
|
Темп
[град.С]
|
Потребле
ние
тока
[uA]
|
Емкость
батарей
[А/Ч]
|
Срок
службы
[года]
|
Потребле
ние
тока
[uA]
|
Емкость
батарей
[А/Ч]
|
Срок
службы
[года]
|
|
-40
|
562,6
|
15
|
3,04
|
2545,2
|
12,5
|
0,56
|
|
23
|
633,1
|
16,7
|
3,01
|
2902,3
|
18,5
|
0,73
|
|
70
|
728,6
|
9,8
|
1,54
|
3094,6
|
11,2
|
0,41
|
|
85
|
779,3
|
-7,8
|
-1,15
|
3211,9
|
-9
|
-0,32
|
|
|
|
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СРЕДСТВ |
|
Применение 1. Угольный бункер,
Япония
Применение; Мониторинг температуры в угольном
бункере
– Температурный контроль требуется
для предотвращения опасности возникновения
пожара под действием ветра.
– Точка измерения может находиться
на расстоянии до 600 м от операторной.
Проблемы;
– Точка измерения датчика
температуры постоянно меняется, так как форма угольной
массы в бункере меняется при изменении количества запаса.
Решение для беспроводного КИП;
– Гибкое измерение температуры с
использованием беспроводной системы;
• Система наблюдения; Шлюз (GW) x1, Датчик (YTA) x3, Ретранслятор (YTA) x1
– Подтверждена связь на расстояние макс. 600 м без
ретранслятора.
– Ошибка передачи данных составляет менее 2%.
Преимущества беспроводного КИП
– Большее расстояние связи
– Меньше устройств для беспроводной с
– Надежная связь с меньшей частотой
ошибки передачи данных.
|
Применение 2. НПЗ /завод по
производству удобрений,
Применение; Контроль температуры и давления
– Замена индикаторов давления и
температуры.
– В существующей системе, датчики
работают автономно и не имеют связи.
Проблемы;
– Ручное считывание показаний
измерителя давления и температуры путем ежедневного
обхода, и сообщение этих данных по телефону.
– Заказчик хочет
заменить измерения с автономных (off-line) на оперативные (on-line).
– Высокая
стоимость кабеля для проводного подключения датчика на
большом
предприятии (максимум 300 м).
Решение с использованием беспроводных КИП;
–
Беспроводной контроль давления и
температуры
(Временная установка для
проверки связи)
• - Шлюз (GW) с 3 м
кабелем удлиняющей антенны x1 ; на крыше операторной
-
Датчик (YTA и
EJX)
x 8
-
Ретрансляторы
x2 ;
на вышке высотой около 40 м.
(Один ретранслятор связан с 4 датчиками).
–
Максимальное расстояние между шлюзом (GW) и Дат
составляет приблизительно 300
м.
– Подтверждена очень
высококачественная
беспроводная связь через
ретранслятор.
Преимущества беспроводной связи;
– Исключаются затраты на проводное
подключение.
– Исключаются затраты на обход и
техобслуживание.
– Большее
расстояние связи по сравнению с WirelessHART.
– Надежная связь с меньшей частотой ошибки
передачи данных.
|
Приложение 7. Химический завод, Индия
Применение; Мониторинг температуры в парке резервуаров
- Контроль температуры в парке резервуаров, расположенном на расстоянии
около
400 м от офиса.
– Много машин и грузовиков проезжают или паркуются на дороге между
офисом и
парком резервуаров.
Проблема;
– Машины и грузовики нарушают путь радиосигналов, и делают беспроводную
связь
нестабильной.
Решение беспроводного КИП;
– Беспроводное измерение температуры
Шлюз (GW)x1, Датчик (YTA) x1, Ретранслятор x2 :
2 ретранслятора для резервирования
– Удлиненная антенна для устранения влияния препятствий
для увеличения чувствительности беспроводной системы и повышения
качества связи.
(При низкой высоте антенны связь была неустойчивой.)
Преимущества беспроводного КИП;
– Большее расстояние связи для ISA100
– Надежная связь с меньшей частотой ошибки передачи данных. |
|
 |
 |
 |
|
|
|
