在DCS上實現無線控制電動執行器探索

貢文明

摘要：本文從技術角度分析了在ABB Symphony DCS-E實現遠程無線控制熱網電動執行器的原理和技術實施方案，為同類系統實現方案提供了一種簡單、經濟的實施方案，對相關應用有一定參考價值。

關鍵詞：DCS;4G無線通信;遠程控制

引言

江蘇華電戚墅堰熱電有限公司為調節3個熱網支路管道的供氣壓力，在熱網管道上安裝了3個電動壓力調節閥，由于公司對外供熱屬于工業供熱模式，沒有配備專門的熱網監控值班人員，需要在ABB DCS實現閥門的調節，但是閥門安裝位置離開機組DCS的距離很遠，敷設電纜難度很大，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

每個電動調節閥需要監視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。要實現自動調節需要在DCS上組態1個單回路PID控制器，并在畫面上連接壓力、執行器反饋和PID操作器。

DCS側和執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絡，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點對點傳輸。由TDCS系統存在定期檢修，檢修期間控制系統會停電，因此還需要考慮后備手操實現，結合上述需求我們研究的系統配置方案如下圖：

2實現原理分析

現場側的數據采集模塊采集執行器反饋和管道壓力信號，輸出執行器控制指令;DCS側數據采集模塊輸出執行器反饋和壓力信號，接收DCS閥門控制指令;數據采集模塊采用4G通訊，接入云服務器，云服務器實現兩側信號的點對點交換和本地手動控制的功能，同時開發了1個HTML5網頁用于在電腦和手機上實現系統監控和控制模式切換。

本地控制時可以在手機或者電腦上對閥門進行調節，主要用于DCS系統檢修時，DCS控制時閥門由DCS操作員站控制。

3研發過程中遇到的問題

（1）剛開始服務器和數據采集模塊的通訊頻率設置為500ms，發現采集模塊頻繁發生異常，后來把采集頻率降低到1秒，信號交換增加了死區判斷，減少了通訊量，解決了通信速率過快導致的問題。

（2）測試過程中發現由于4G網絡信號不佳或者其他原因偶然會出現數據包長延遲并發生錯位，在這種情況下數據采集模塊表現無異常，能正常接收和發送，但是服務器側收到的數據包總是錯誤的，需要重啟數據采集模塊或者斷開TCP連接才能恢復，設置了TCP接收延遲最大為5秒，通信異常3次后關閉連接等待數據采集模塊重新連接。

4結束語

該系統經過幾個月的運行情況穩定，操作響應速度在2-3秒左右，完全滿足熱網管道壓力控制需求。選用的4G數據采集模塊單價在550元左右，每月移動通信流量約3GB，投資運行成本很低，該系統為降低熱網系統管損起到了積極作用。