工业无线的行业应用（上理工-冯翔）.pdf

《工业无线的行业应用（上理工-冯翔）.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业无线物联网及其行业应用冯翔博士2018年4月山东泰安介绍●美国得克萨斯大学奥斯丁分校计算机科学博士●原微软总部视窗核心组系统性能分析师●原VanceInfo（NYSE:VIT）西雅图分公司总经理●原工业现场通讯组织(FCG)亚太区技术总监●北方工业大学教授，博导●第十批中组部国家千人计划专家●中国仪器仪表学会理事●中国仪器仪表学会物联网分会副理事长国际标准化工作●主导制定国际标准IEC-62591●全球第一个工业无线国际标准●主导标准认证工具开发3国家标准化工作●主导制定国家标准GB/T29910●国际标准组织指定唯一代表AwiaTechConfid

2、ential45工业无线的基本诉求•必须像有线系统一样可靠•必须达到类军事级的网络安全性•所有节点必须支持数年以上电池寿命•目前市场上的无线技术均无法满足以上所有要求–Wi-Fi，4G/5G，Zigbee，蓝牙，NB-IOT，LoRa智能无线方案—自组织Mesh网络结构Host+01.821.8191.8181.8171.8161.815_PV(V)1.814BothOpenHPClosedLPClosedBothClosed1.8131.8121.8111.8102468101214161820Time(min)7工业无线核心技术要点•网状网-每个节点

3、均为路由器•全网同步•时间片调度•每个数据包均可跳频•多路径图路由•多层AES-128安全管理•MEMS/能量收集WirelessHart—过程行业无线传感器网络标准•HCFHart基金会推出WirelessHart标准–2007年发布HART7.1Ver.•遵从IEC国际电工委员会标准–2010年批准IEC62591•遵从中国国家标准委员会标准–GB/T29910.1～6-2013，2014年5月1日正式实施2013年第25号中华人民共和国国家标准公告《工业通信网络现场总线规范类型20HART规范》为推荐性国家标准无线HART的全球应用●全球2万3千个

4、无线现场网络●46亿小时运行时间●中国200多个用户●每年30%以上的增长率来源：ControlMagazine2015年6月9无线HART应用类别●不能布线的地方–不可能布线（旋转炉）某催化剂厂干燥炉监测先进测量方式，数据稳定精确挑战：监测干燥炉温度，保证设备正常运行、流程稳定原有电刷测量方式不稳定，故障率高，影响产品质量接线复杂，存在安全隐患效益：“转炉温度采用无线仪表解决方案调试方便，安装快速，解决了一直困扰我们的旋转设备温监控问题。”——该厂机动处无线方案：无线变送器，测温无线网关，通过OPC与PLC通讯无线HART应用类别●不能布线的

5、地方–不可能布线（旋转炉）–布线成本太高（老厂智能化，逐步取代巡检）智慧工厂应用场景：●输油线：16.5千米巡检线路●厂区：500个巡检点●原有人工巡检：–人力投入：200人–费用：5000万●效果：–进行实时数据对比–逐步减少巡检次数AwiaTechConfidential13海油平台●承载重量有限●腐蚀严重●更换困难AwiaTechConfidential14无线HART应用类别●不能布线的地方–不可能布线（旋转炉）–布线太麻烦（老厂智能化，逐步取代巡检）–布线太重HART的挑战AwiaTechConfidential16HART的挑战理想的HART

6、通信HART设备PVHARTDCS两线智能信息信息孤岛现实的HART通信HART设备PVDCS不支持HARTHART的挑战控制系统HART设备PV智能信息RS232,RS485orSPIMES系统某油气田物联网建设方案某油气田物联网建设方案无线HART应用类别●不能布线的地方–不可能布线（旋转炉）–布线太麻烦（老厂智能化，逐步取代巡检）–布线太重●已有有线–4-20mA系统•将智能信息回传，进行诊断，维护（工业大数据）•不影响现有控制系统•含执行机构和感应器案例：某石化机泵在线监测智能管理系统机泵故障危害性大，带来停工停产，泄漏还可能造成安全隐患现状分析

7、某炼油装置火灾事故即由泵体故障引发•机泵数量大、分布广：1套装置区平均需要数十台泵，一个1000万t/a炼油企业机泵数量达数千台•出现故障损失大：机泵故障易造成整套装置停工停产•出现故障危害大：泵类故障容易引发泄露，某炼厂催化裂化装置发造成火灾爆炸等事故生9次非计划停车，停•人工监测效率低：目前仅有5%-10%的关键设车时数2443小时。其备实现在线监测，其它主要依靠人工巡检，中机泵类故障导致停车无法做到预测性维护，造成常态化的应急抢比例占25%修/过度维修无线HART的已有应用1-喷水量监测-远程泵监测-储罐/移动储罐车监测-旋转反应器监测-井口/

8、热交换器监测-采油管汇监测-内燃机排放监测-苯排放监测-涡轮机组监测-泵的振动监