SAW传感器测温技术 能否在智能电网测温领域“独领风骚”? 现如今,不仅在智能电网领域已经可以寻觅到传感器的身影,而且电网还有望成为传感器使用的最大用户。根据IHS研究报告,到2021年,智能电网将是传感器最大的终端应用市场,其市场份额占75%以上,而中国将成传感器的主战场。这意味着,谁能成功抢占中国市场,谁就能够抢滩到传感器市场,也必将在传感器市场中分最大的那块蛋糕。而中科微声(天津)传感技术有限公司(以下简称中科微声)就是不可小觑的“抢食者”。
中科微声是一家基于物联网3.0、工业4.0的先进传感芯片设计的高科技型公司。通过吸收中科院声学所十六年声表面波(SAW)芯片开发技术,在此基础上,自主研发出无线无源声表面波传感器系统(以下简称SAW传感器测温)亮相2015中国(国际)电力设备状态监测与故障诊断技术论坛。
“该系统可广泛应用于智能电网、高铁、建筑等复杂环境的温度、压力、形变等的监测与测量。首款产品为应用于智能开关柜在线监测的测温系统,该系统契合国家物联网、智能电网发展规划,并因新技术独特优势带来新机会,前景非常广阔。”中科微声工程应用总监李强告诉记者。
罗克韦尔自动化 通信技术 HART协议 2016年01月18日
然而,许多人尚未认识到HART技术的最大优势,这些优势来自与实时的资产管理和/或控制系统的全天候连接。
2.3.1 HART技术可以帮助用户
● 利用整套智能设备数据的能力,来提升运营能力。对设备、产品或工艺性能出现变化进行早期预警;
● 缩短发现到解决问题的时间;
● 不断验证回路和控制/自动化系统策略的完整性;
● 提高资产效率和系统可用性。
2.3.2 提高工厂的可用性
● 将设备和系统集成起来,可检测先前检测不到的问题;
● 实时检测设备和/或过程的连接问题;
● 通过获取新的早期预警,减少偏差造成的影响;
● 避免非计划停机或过程中断造成的高成本。
2.3.3 降低维护成本
● 快速确定和验证控制回路和设备配置;
● 使用远程诊断,可减少不必要的现场检查;
● 捕获性能趋势数据,进行预测性维护;
● 减少备件库存和设备管理成本。
2.3.4 改善监管合规
● 对合规数据进行自动记录;
● 帮助进行自动安全关机测试;
● 利用先进的诊断,提高安全完整性等级(SIL);
● 利用多变量智能化设备,获取更深入、准确的报告。
2.3.5 HART技术的标准功能与现有4 - 20mA模拟网络的兼容,具有广泛的产品选择
● 与标准4 - 20mA布线相兼容;
● 与数字数据的同步传输;
● 通过直观的菜单界面,帮助用户进行操作;
● 通过精确和稳定的协议减少了风险,易于实现成本收益的最大化;
● 广泛的产品选择,有许多供应商提供的兼容设备和应用软件;
● 平台独立,在多供应商环境中提供完全的互操作性。
2.3.6 来自一流供应商的全球性支持
在业界的解决方案中,几乎所有全球一流的过程检测和控制系统供应商都积极支持HART技术。目前,由300余家HART通信基金会会员所制造的产品涵盖了24多种设备种类,包括1300多个通过基金会注册的设备。
2.4 HART规范
HART协议于80年代后期开发,并于90年代初移交给HART基金会。从那时起,它已经更新了好几次。每一次的协议更新都确保与以前的版本兼容。HART协议当前的版本是7.3版。“7”表示主修订号码,而“3”表示次修订号码。
HART协议实现了开放系统互连(OSI)7层协议模型的第1、2、3、4和7层。
2.4.1 HART协议物理层
以贝尔202标准为基础,采用频移键控(FSK),1200bps的速率通信。代表0和1位值的信号频率分别为2200和1200Hz。该低电平信号叠加在4到20mA的模拟测量信号之上,而不会对模拟信号造成任何干扰。
2.4.2数据链路层
定义了一项主从协议 - 在正常使用下,现场设备只在收到信号时才作回答。可以有两个主设备,例如,控制系统作为第一主设备,而手持HART通信器作为第二主设备。时序规则定义每个主设备可以开始通信事务的时间。单个多点线缆对可以连接多达15个或更多的从设备。
2.4.3 网络层
提供路由、端到端安全及传输服务。它管理与通信设备之间端到端通信的“会话”。
2.4.4传输层
数据链路层确保通信成功地从一个设备到另一个设备传播。传输层可以被用来确保端到端通信的成功。
2.4.5 应用层
定义了协议所支持的命令、响应、数据类型和状态报告。在应用层,协议的公共命令分为四大类:
● 通用命令 - 提供在所有现场设备都必须实现的功能
SIEMENS 6-FW-1008-0/6FW10080 6ES5-470-4UC12 IMPULSE MULTIPLIER
YASKAWA MAGNETEK DRIVES SGDA-A3VS
DANFOSS 178B4112 VLT2800 DRIVE 9.1A 6.3KVA
YASKAWA CIMR-P5U4011 AC DRIVENT
RELIANCE 2GU21005 AC VS DRIVE 5HP
ALLEN BRADLEY 2193FZ-AJC-31CB-79UT CIRCUIT BREAKERN
SIEMENS HNF361JCH HEAVY DUTY SAFETY SWITCH
DODGE/RELIANCE/BALDOR 6P14H3408 2HP GEAR MOTORNIB
TOSHIBA TOSVERT VT130G2U2080 TRANSISTOR INVERTER N
SIEMENS 6ES5-247-4UA31/6ES5247-4UA31 POSITION MOD
EMERSON 02-783404-01 MOTHERBOARDNT
HONEYWELL CXS0030HPV35G2N1 6ES5-470-4UC12VARIABLE FREQUENCY DRIVE
RELIANCE 0-52808-2/0528082/O-52808-2 OLVC MODULE MAXPAK
FANUC A16B-3200-0462/08B SERVO AMPLIFIER CONTROL BOARD
CUTLER HAMMER SVX010A1-4A1B1 AC DRIVE 10HP
ALLEN BRADLEY 1395-119527 NODE ADAPTER BOARD
SIEMENS 6ES5-470-4UC12/6ES54-70-4UC12/6ES5470-4UC12/6ES
SEW EURODRIVE 690+0002/460/1BN 69000024601BN AC DRIVE
ALLEN BRADLEY 1336F-AQF05-AA-EN-GMS5-L4 DRIVE .5HPX
WEED INSTRUMENT 2E-36/2E36 EOTEC 2000 1300NM SM OPTICAL
RELIANCE 410403-38AW THYRISTOR
HUBNER L1158151 TACHOMETER 60V 10000RPM