邦納DX80無線產品在遠程信號采集與控制中的應用

城市用水的重要處理工作站——水處理廠,為城市居民提供清潔的自來水，且保證干凈的水質可以排入到江河湖泊或作為工業用水的主要供給。眾所周知中央控制室到泵站之間不但水平距離遠，高度落差也大,且處理站之間有河流及山坡的阻隔，若采用有線的方式傳輸和控制信號，很難實現,且會耗費大量的人力、物力。

基于以上問題，邦納給出理想解決方案：采用邦納無線采集系統（DX80系列）。

實現方法：將各水處理廠工作站的模擬量信號及數字量信號直接以有線的方式傳送至邦納無線模塊，由該模塊進行D/A轉換，再通過無線傳輸的方式將無線模塊的輸出信號傳送到中央控制室接收裝置（即DX80網關），接著將信號傳送至控制系統作進一步的處理和控制監控。

說明：所有信號采集點，輸出都是標準的4-20MA信號、干接點或24vdc。

邦納無線系統架構：

1. 根據客戶應用要求，無線傳輸布局如下：

   

   
   

2. 1. 本系統采集數據要求如下：

      a.開關量輸入點：36點，開關量輸出點：12點，模擬量輸入點：2點；

      b.如需要增加I/O 點，可以增加無線模塊，不得超過47個無線節點即可；

   2. 實際操作時，需要將無線節點模塊放置在信號現場，網關模塊放置在中央控制室，總計50路信號；

      通過無線節點模塊采集現場信號，并發送到網關。網關負責將各個節點傳輸的信號（含輸入輸出信號）進行的交換，從而控制整個網絡的正常運行，并負責與上位機進行通訊；

   3. 考慮到戶外天氣惡劣，會有雷雨，因此加裝避雷器，避免雷擊，保護設備；

   4. 信號采集點離中央控制室的最遠距離約2000M，高度差約100M，可以通過調節天線角度，實現信號傳輸；

      為確保傳輸信號的可靠性及穩定性，可在中央控制室即網關點采用高增益全向天線，在信號采集點采用定向天線；

   5. 中央控制室控制器與網關之間通訊，可以利用終端顯示器將現場的各信號顯示出來，從而實現實時在線監測現場信號狀況，達到節省人力、物力提高工作效率，保證人身安全等目的。

      邦納無線方案傳輸結構：

      1. 中央控制結構如下圖：

         

      2. 采樣點的數據無線傳輸方式：

      3. 現場信號直接以線纜的方式連接到節點上的端子排上，采用無線I/O系統將現場的信號送到中央控制室；

      4. 邦納無線網絡系統具有最大特點是：在整個網絡中，如有一個節點壞掉或出問題，不影響其它節點的數據傳輸，更不會導致網絡崩潰；只須將壞掉模塊替換下來，重新安裝好的I/O模塊、上電、設置好IP地址，無線網絡就又會自動連接上，進行正常通訊。

         邦納無線系統的實現與優勢：

         采用邦納高品質，穩定，可靠的無線I/O系統產品。

         1. 網關放置于中央控制室，用于接收現場節點的信號，與中央控制室的PLC通訊。

         2. 網關與節點采用全向天線，目的是為了將現場各個節點發送的信號全部接收（全向天線，即在水平方向圖上表現為360°都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大）。

         3. 邦納無線系統即插即用，具有信號強度指示，自診斷等功能，可以保證現場無線模塊有問題即時發送報警信息，便于快速處理。

         4. 一個網關（主站）可以接入15個無線節點從站（如溫度無線模塊，模擬量無線模塊，開關量無線模塊等，可以自由組合），可擴展性極佳。

         通過以上技術的保證，無線I/0系統就可以可靠穩定運行和傳輸。

         
         

         邦納無線I/O系統產品特點：

         Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) 無線電跳頻擴頻以及Time Division MultipleAccess (TDMA)時分多址控制架構的技術結合，抗干擾強.。安全、可靠、穩定、抗干擾，適用工廠環境下現場I/0控制信號采集與控制。

         • 工廠環境下現場I/0控制信號采集與控制。

         • 無線工業級I/O 系統,類型滿足各種場合的需要；

         • 網關與節點為雙向數據傳輸, 包括數據傳輸的應答；

         • 堅固的外殼, 防護等級為IP67；

         • 即插即用；

         • 2.4 GHz 頻率，內建信號強度指示；

         • 內置或外置天線可選, 天線種類繁多；

         • 超遠距離3.2 Km，通過中繼器可達9KM。

         邦納無線系統采用星型拓撲結構，包括一個網關控制器和若干個監控遠端I/O的節點。網關作為主設備擔負著各個節點的輸入輸出間的映射關系和控制，同時與上位系統進行通訊，實現數據交換。

         • 支持的通訊協議有：RS-485Modbus RTU； Modbus TCP；EtherNet IP；

         • 節點負責現場數據的采集，并發往網關；

         • 節點數量可靈活配置，標準模式最大可以接15個節點；網絡構件圖（如下）。

         

         邦納DX80無線產品典型應用

         

         
         

         ▲轉爐溫度采集

         

         
         

         ▲污水處理廠傳送泵站起停以及壓力信號

         

         ▲卷煙廠遠程閥門與泵站控制