文剑峰（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067）

1 无线仪表厂家及产品

目前，无线仪表标准主要有两个:一个是Emerson主导的WirelessHart，生产仪表厂家有E+H、ABB和SIEMENS；另一个是Honeywell主导的ISA100，生产仪表厂家有YOKOGAWA和GE。WirelessHart一般传输距离是200米，ISA100传输距离是600米。具体的无线仪表厂家及产品如下:

1.1 Emerson:WirelessHart压力变送器、温度变送器、无线网关

1.2 Honeywell:ISA100.压力变送器、温度变送器、无线网关

1.3 Yokogawa:ISA100.压力变送器、温度变送器、无线网关

2 无线智能仪表在中海油成功应用案例:

2.1 涠洲11-4N平台现场安装9台3051无线压力变送器，3台648无线温度变送器，1台1420无线网关，并组成无线网络。网关通过ModbusRS-485与上位机通信。（EmersonWireless Hart无线产品）

2.2 涠洲6-9&6-10WHPA平台现场安装有20台无线压力变送器，10台无线温度变送器。（EmersonWirelessHart无线产品）

2.3 旅大27-2/32-2PSP平台采用10台Rosemount3051S无线压力变送器和一台艾默生无线网关1420。

2.4 友谊号单点改造采用艾默生无线网关1420，Rosemount 648温度变送器和Rosemount702开关量变送器。

2 无线智能仪表在海上采油平台应用的优势

2.1 降低安装工作量和安装成本，节省安装调试时间。无需布线、无需安装桥架、大幅度减少现场仪表与中控室的接线、查线、联校及安装调试时间。

2.2 改扩建容易，方便预留井槽的开发。在开发预留井槽时，直接安装新增的无线仪表，即可加入现有无线架构。改扩建时，仪表设计方便，不必考虑电缆、桥架、接线箱、端子柜I/O卡件、施工查线联校简单。

2.2.1 后期维护方便，只需要维护无线仪表和节点即可，无需考虑仪表电缆的维护。

2.2.2 无线技术扩展了现有控制系统的结构。

2.2.3 为无人值守平台提供更丰富的过程数据和诊断信息。

3 海上平台采用无线仪表进行监测的过程数据

4 艾默生智能无线技术

艾默生智能无线架构分为两层:第一层是现场无线设备组成的自组织网络（selforganizingnetwork），这些设备以自我组织、智能化的方式与网关（gateway）进行无线通讯；第二层是网关和主机系统的无缝集成。主机系统可以是DCS，PLC，HMI或类似于设备管理和维护的工作站等。该无线架构实现了主机系统和现场仪表间的信息传输和交互。1420无线网关适合户外安装，防护等级符合NEMA4X/IP65规定，低铜铝合金外壳，聚氨酯喷漆。工作环境:-40oC-60oC，100%湿度无凝露。防爆等级，Zone2/Division2；非易燃认证Class1,Division2,Groups A,B,C和D；防尘爆ClassI/II/III,Division1,GroupsE,F和G。网关由24V0.5A直流供电，电源来自DCS供货商FAR机柜间配电。

现场无线设备通过网关与主机系统DCS通讯。主以太网Ethernet10baseT标准通讯接口，供与主机系统的通讯和现场维护之用。同主机系统的通讯协议是OPC和ModbusTCP/IP，数据包括32位浮点。网关传输所有的HART数据（PV、SV、TV、QV）及其它设备智能信息。以太网通讯时网关内置安全保护:TCP/IPSSLenabled，HTTPsecure。可选副以太网Ethernet 10baseT标准通讯接口以拓展系统与上位或第三方系统的连接。网关配备了串行通讯口:RS485，ModbusRTU，2线制，支持多点连接，波特率可设置从9600至57600bps，距离不大于1,500m。

艾默生提供的3051S无线压力/差压变送器是基于微处理器的智能设备，是成熟的有线3051S系列产品家族的升级产品，同样具备完全而丰富的自诊断功能。变送器支持Wire⁃lessHART协议，具备标准的HART设备描述文件（EDDL），使用常规的HART手操器、设备管理PC软件等工具组态。现场设备有LCD显示界面，可组态显示以下信息:过程变量PV、设备位号、电池电压、网络标识和网络状态等。现场设备通过Wire⁃lessHart数字通讯协议向无线网关传输实时过程数据和丰富的诊断信息。3051S无线变送器防护等级符合NEMA4X/IP66，低铜铝合金外壳，聚氨酯喷漆。工作环境:-40oC-85oC，100%湿度无凝露。具备本安，非易燃性和防尘爆认证。本安认证为ClassI/II/III,Division1,GroupsA,B,C,D,E,F,G。 ZoneMark⁃ingClassI,Zone0,AExiallC。温度代码T4（Tamb=-50-70°C）；非易燃性ClassI,Division2,GroupsA,B,C,D；防尘爆Class II/III,Division1,GroupsE,F,G；环境温度为-50至85°C。现场设备参考精度为满量程的±0.055%或读数的±0.04%，包括线性、重复性和迟滞性。总体可能性误差为可调测量范围的±0.15%，包括25oC的环境温度变化影响，0至100%的无凝结湿度的影响以及50bar静压变化的影响。测量范围为最大200:1，现场可调。

艾默生无线仪表在恩平24-2平台的链接网络图如下:

5 艾默生无线仪表技术在恩平24-2平台应用的几点体会

5.1 艾默生现场无线设备组成的通讯网络，采用全网格拓扑结构（meshtopology），集成工业级的安全措施，通过高度可靠的冗余路径进行通讯。

5.2 现场无线设备包括测量井口区每口油井的温度、压力等过程参数的无线仪表、以及无线网关等。这些设备配备无线发射装置，设备和微波发射部件无缝式地集成于一体，无线仪表通过工业级本安认证的锂电池供电，可以应用与I类防爆区（如井口）。

5.3 艾默生现场设备的无线技术完全符合当前流程行业中无线通讯国际标准:WirelessHART（IEC62591），物理层采用2.4GHz的世界公用频段（ISM，2,400至 2,482.4MHz），直接序列扩频技术（DSSS）和跳频技术（FHSS），无需重新组态或人工介入，设备可以自动跳频；无线通讯的链路层（LinkLayer）符合IEEE802.15.4工业无线通讯标准；

5.4 艾默生无线通讯网络的架构保证了可靠通讯和简易使用。现场智能无线设备支持HART协议，如HART命令和设备描述语言（EDDL），并具备通过有线连接标准的HART组态工具以设置网络标示（NetworkID）和加入密码（JoinKey）的安全功能，比如HART手操器或配备HART调制器的管理软件；基于标准的HART协议，现场仪表的过程参数包括了PT、TT实时数据；此外还包括:可组态的过程测量参数的工程单位、设备生产厂家信息、更新速度、传输速度、节点延时、电池电压、设备健康等信息；通过标准的设备管理软件可以实现与现场标准的HART有线仪表一体化设备管理。

5.5 无线仪表的使用更加经济、更加便捷，可以用来采集到更多的过程数据，进而改善平台中控系统的控制性能，并且以更低的成本来满足现场改造的需求。

5.6 安装极其方便。压力变送器有螺纹连接口，1/2-14 NPT，阴螺纹。连接材料和焊接部件是316不锈钢材质。测量部件是隔膜型，有机硅填充，可处理最高120oC温度的正压工况。压力变送器配有2个316不锈钢阀组（关断阀和疏水阀），一体化安装，并且经过工厂泄漏测试。

5.7 从投产至今，稳定运行近1年，测量数据值准确，响应时间，性能参数指标均满足平台工艺处理要求。

[1]王建辉,顾树生主编.《自动控制原理》,清华大学出版社.