流程行業無線通信技術及套用

《流程行業無線通信技術及套用》是2015年化學工業出版社出版的圖書，作者是方原柏。

基本介紹

• 中文名：流程行業無線通信技術及套用
• 作者：方原柏
• 出版時間：2015年2月
• 出版社：化學工業出版社
• 頁數：340 頁
• ISBN：9787122220196
• 開本：B5 710×1000　1/16
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書全面介紹了套用於流程行業無線通信的WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA三大標準。具體內容包括流程行業無線通信技術理論基礎、流程行業無線通信標準、WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA標準及其套用、流程行業無線通信技術熱點分析、 自動化儀器儀表產品的無線化以及流程行業無線通信技術展望等內容。

《流程行業無線通信技術及套用》

全書將流程行業無線通信的前世今生娓娓道來，技術分析深入透徹，是流程行業企業、科研院所等自控專業技術人員、管理者學習研究無線通信的參考書。

目錄

第1篇流程行業無線通信技術理論基礎和基本知識/001

第1章流程行業通信技術的發展回顧/003

1.1流程行業通信技術發展歷程003

1.2無線通信的發展歷程004

1.3流程行業無線通信的特點005

1.4流程行業無線通信的要求007

1.4.1使用無線技術的一般條件007

1.4.2使用無線技術的特殊條件008

第2章流程行業無線通信技術理論基礎/012

2.1電磁波譜012

2.2波的傳播012

2.2.1自由空間傳播013

2.2.2實時傳播014

2.2.3在實際環境中的傳播016

2.2.4環境變化020

2.3通信系統模型021

2.4頻段022

第3章流程行業無線通信技術基本知識/023

3.1調製023

3.1.1跳頻擴頻FHSS024

3.1.2直接序列擴頻DSSS024

3.2天線026

3.2.1全向天線026

3.2.2定向天線028

3.2.3天線特性028

3.2.4天線增益029

3.3能源供應030

3.4信號加密032

3.4.1WEP/WPA032

3.4.2WPA2/AES033

3.4.3加密的特殊操作模式035

第4章流程行業無線通信標準/036

4.1ISM頻段036

4.1.1多路復用技術036

4.1.2頻段的分割036

4.1.3800～900MHz037

4.1.42.4GHz037

4.2全球標準038

4.2.1IEEE802.11（WLAN）038

4.2.2IEEE802.15.1（WPAN/藍牙）039

4.2.3IEEE802.15.4（低速率WPAN/ZigBee）040

4.2.4比較040

4.2.5共存041

4.2.6結論042

4.3網路拓撲043

4.3.1星形拓撲結構043

4.3.2網狀拓撲結構044

4.3.3星形網狀混合拓撲結構045

第5章流程行業無線網路套用的分類和設備類型/047

5.1流程行業無線網路套用的分類047

5.2工業無線網路的設備類型048

5.2.1現場設備049

5.2.2路由設備050

5.2.3適配器051

5.2.4中繼器054

5.2.5手持設備054

5.2.6接入點055

5.2.7網關057

5.2.8網路管理器058

5.2.9安全管理器058第2篇WirelessHART標準/061

第6章WirelessHART標準的起源和發展/063

6.1HART標準063

6.1.1兩線制變送器063

6.1.2HART協定063

6.1.3HART協定的特點064

6.1.4HART協定技術規範064

6.1.5HART協定網路模式065

6.2WirelessHART標準的目標和技術路線065

6.2.1WirelessHART的目標066

6.2.2WirelessHART技術路線的選擇067

6.3WirelessHART的發展歷程067

第7章WirelessHART的系統構成/069

7.1艾默生過程管理公司流程行業無線網路系統發展歷史069

7.2無線現場設備071

7.2.1艾默生過程管理公司的無線現場設備071

7.2.2其他公司的無線現場設備072

7.3適配器072

7.3.1艾默生過程管理公司的無線適配器072

7.3.2其他公司的無線適配器074

7.4智慧型無線網關075

7.4.1艾默生過程管理公司的智慧型無線網關075

7.4.2其他公司的智慧型無線網關076

7.5無線I/O卡、遠程鏈路和接入點076

7.5.1艾默生過程管理公司的無線I/O卡、遠程鏈路和接入點076

7.5.2菲尼克斯公司的WLAN接入點077

第8章WirelessHART的特點/079

8.1先進性079

8.2成熟性080

8.3可靠性081

8.4安全性083

8.5簡便性083

第9章WirelessHART系統設計/085

9.1WirelessHART無線網路方案選擇085

9.1.1信號傳送方案選擇085

9.1.2成本估算086

9.1.3提高系統可用性的考慮086

9.2WirelessHART無線網路現場調查087

9.2.1定義網路操作區域088

9.2.2操作區域其他無線網路的部署089

9.2.3操作區域按障礙物分類091

9.3WirelessHART無線網路設計092

9.3.1WirelessHART監測網路設計規則093

9.3.2WirelessHART監測網路設計規則的突破096

9.3.3WirelessHART控制網路設計規則097

9.3.4強化網路的措施098

9.4WirelessHART無線網路設計計算101

9.4.1概述101

9.4.2無線現場設備的刷新率選擇102

9.4.3WirelessHART無線現場設備台數統計102

9.4.4無線網關數量的計算103

9.5WirelessHART無線現場網路集成107

9.5.1概述107

9.5.2通過乙太網集成108

9.5.3通過RS485匯流排（串列）集成109

9.5.4通過DeltaV控制系統的本地節點集成110

9.5.5通過無線現場數據回傳集成111

9.6工程圖紙設計114

9.6.1總體說明114

9.6.2艾默生過程管理公司的圖形符號114

9.6.3倍加福公司的圖形符號115

9.6.4E+H公司的圖形符號115

第10章WirelessHART無線網路的現場安裝/118

10.1概述118

10.2安裝網關118

10.3安裝無線現場設備122

10.3.1無線現場變送器的安裝122

10.3.2適配器的安裝123

10.3.3中繼器的安裝125

10.4天線安裝的相對位置126

10.5分步實施的現場安裝127

第11章WirelessHART無線網路的現場調試及投運/128

11.1現場調試及投運步驟128

11.1.1網關128

11.1.2WirelessHART無線現場設備128

11.1.3WirelessHART設備的調試投運129

11.1.4將儀表加入網路130

11.1.5套用集成131

11.2AMS無線SNAPON套用軟體131

11.2.1使用方法131

11.2.2功能131

11.3現場設定及投運133

11.3.1無線系統內部連線133

11.3.2無線網關組態配置134

11.3.3無線現場儀表組態配置134

11.3.4無線系統與有線控制系統的集成135

第12章WirelessHART無線網路的套用/137

12.1江西卡博特藍星化工公司138

12.2中石油塔西南化肥廠139

12.3中海油友誼號平台輸油船139

12.4華能上海石洞口第一電廠140

12.5電科院電廠性能測試141

12.6雲南馳宏鋅鍺公司會澤冶煉廠142

12.7南海北部灣海上石油平台144

12.8英國Croda公司145

12.9哥倫比亞Pacific Rubiales石油公司146

12.10川西北氣礦梓潼採氣作業區148

第3篇ISA100.11a標準/151

第13章ISA100.11a標準的起源和發展/153

13.1ISA簡介153

13.2ISA100簡介154

13.3ISA100.11a 簡介155

13.4ISA100.11a工作組155

13.5ISA100.11a標準概要157

13.5.1ISA100.11a的目標157

13.5.2ISA100.11a的關鍵技術157

13.5.3ISA100.11a無線網路架構的主要組件158

13.5.4ISA100.11a產品159

第14章OneWireless的系統構成/160

14.1霍尼韋爾流程行業無線網路系統發展歷史160

14.2OneWireless無線網路設備161

14.2.1無線現場設備16114.2.2適配器162

14.2.3無線手持設備163

14.2.4OneWireless無線主幹網路設備164

14.2.5大型多功能網路要求的輔助組件168

14.3各種類型ISA100.11a無線現場設備網路規劃169

14.3.1小型ISA100.11a無線現場設備網路規劃169

14.3.2中型ISA100.11a無線現場設備網路規劃170

14.3.3中型ISA100.11a和IEEE802.11a/b/g網路規劃170

14.3.4OneWireless網路連線到工廠控制網路規劃172

14.3.5帶Cisco節點的ISA100.11a無線現場設備網路規劃172

第15章OneWireless工業無線網路的特點/175

15.1一個無線網路架構支持整個工廠的套用175

15.1.1無線變送器175

15.1.2無線視頻176

15.1.3移動工作站177

15.1.4無線巡檢178

15.1.5振動監測178

15.1.6人員設備即時定位179

15.1.7就地顯示儀表的讀數傳送180

15.1.8HART設備無線數據採集180

15.1.9其他乙太網設備的無線轉接181

15.2一個無線管理平台支持多種通信協定181

15.3與控制系統完全一體化的數據集成182

15.4無線變送器電池壽命長183

15.5無線變送器可選擇快速刷新率及無線網路通信時間

滯後非常短184

15.6通信距離較長184

第16章OneWireless系統設計/185

16.1OneWireless無線網路方案選擇185

16.2OneWireless無線網路的組件及其選擇185

16.3OneWireless無線網路現場調查188

16.3.1現場調查的目的188

16.3.2現場調查的內容188

16.4OneWireless無線網路設計193

16.4.1OneWireless無線網路拓撲193

16.4.2OneWireless Mesh網路的配置194

16.4.3Mesh跳限制196

16.4.4OneWireless網路的子網或域197

16.4.5OneWireless通信197

16.4.6交換機198

16.4.7無線防火牆配置198

16.4.8NTP設定的類型199

16.4.9接入點覆蓋區域199

16.4.10無線節點的最大通信距離199

16.5OneWireless無線網路規模199

第17章OneWireless無線網路的現場安裝/200

17.1概述200

17.2安裝多功能節點及接入設備201

17.2.1賦予網關功能的多功能節點及接入設備201

17.2.2不作為網關的多功能節點及接入設備201

17.3安裝無線現場設備204

17.3.1連線電池204

17.3.2選點並安裝設備204

17.3.3安裝天線205

第18章OneWireless無線網路的現場測試及投運/207

18.1現場測試207

18.1.1煉油廠罐區概況207

18.1.2現場測試數據207

18.2貴州盤縣電廠無線網路運行及測試210

18.2.1測試現場概況211

18.2.2現場安裝、投運及測試程式212

18.2.3測試結論213

18.3OneWireless無線網路的投運213

第19章OneWireless無線網路的套用/215

19.1中石化鎮海煉化8公里乙烯運輸管線215

19.2中石油西固油庫216

19.3華東電力試驗研究院218

19.4中石油大連石化218

19.5中聯煤層氣山西沁縣氣田219

19.6申能上海臨港燃氣電廠221

19.7中石化武漢800kt/a乙烯罐區222

19.7.1無線儀表系統概況222

19.7.2無線解決方案222

19.7.3無線儀表系統的工程實施224

19.7.4套用效果225

19.8美國加州威明頓Valero Energy煉油廠225

第20章橫河電機的ISA100.11a無線網路系統/227

20.1概述227

20.2系統構成227

20.2.1無線現場設備227

20.2.2適配器228

20.2.3無線現場網路設備229

20.3系統設計233

20.3.1橫河無線系統方案233

20.3.2橫河無線系統與主機系統的集成238

20.3.3現場調查244

20.4現場安裝247

20.4.1安裝無線現場設備247

20.4.2安裝YFGW710現場無線一體型網關249

20.4.3安裝YFGW510無線接入點249

20.5現場調試和投運250

20.5.1啟動現場無線系統250

20.5.2顯示器監控畫面及操作251

20.5.3無線通信質量的評價指標及具體套用255

20.6橫河電機ISA100.11a無線網路的套用260

20.6.1造紙廠260

20.6.2迴轉窯溫度測量260

20.6.3化工廠罐區溫度監控261

20.6.4採鹽滷水提取井流量監控262

第4篇WIAPA標準/263

第21章WIAPA標準概述/265

21.1WIAPA標準的起源和發展265

21.1.1中國工業無線聯盟265

21.1.2WIAPA的目標265

21.1.3WIAPA網路技術規範265

21.2WIAPA的系統構成266

21.2.1現場無線設備267

21.2.2適配器270

21.2.3智慧型無線網關270

21.3WIAPA網路的特點273

21.3.1支持多種拓撲結構273

21.3.2採用集中式與分散式結合的系統管理方式274

21.3.3支持報文的聚合和解聚275

21.3.4通信可靠275

21.3.5超低功率276

21.3.6兼容無線HART標準和多種協定276

21.3.7價格優勢277

第22章WIAPA系統設計及現場調試和投運/278

22.1WIAPA系統設計278

22.1.1單台WIAPA無線網關連線的無線現場設備台數278

22.1.2多台WIAPA無線網關的套用279

22.1.3無線HART適配器的天線選型279

22.1.4多跳信號傳輸的最大跳數280

22.2WIAPA現場調試和投運280

22.2.1無線現場設備安裝位置選擇280

22.2.2WIAPA網路管理軟體280

22.2.3力達寧化工公司的現場投運282

22.2.4撫順石化熱電廠的現場投運283

22.2.5新疆油田公司採油二廠的現場投運285

第23章WIAPA的開發解決方案和套用/287

23.1WIAPA的開發解決方案287

23.1.1自行開發全套無線產品287

23.1.2通過通用接口與無線模組集成287

23.1.3OEM定製開發288

23.2WIAPA的套用289

23.2.1鞍鋼冷軋廠連續退火生產線289

23.2.2中石油撫順石化熱電廠290

23.2.3江蘇灌雲力達寧化工公司291

23.2.4大港油田滄州第三採油廠292

23.2.5太陽能光伏發電站293

23.2.6印尼望加錫臨海罐區294

第5篇流程行業無線通信技術展望/297

第24章流程行業無線通信技術熱點分析/299

24.1網路299

24.2路由300

24.3刷新率301

24.4電池壽命301

24.5傳輸距離302

24.6變送器種類302

24.7安全303

24.8PID控制304

24.9費用305

24.10流程行業無線技術選型思路307

第25章其他無線技術的套用/309

25.1ZigBee技術309

25.1.1ZigBee概述309

25.1.2ZigBee特點310

25.1.3ZigBee套用311

25.2Trusted Wireless技術312

25.2.1任務312

25.2.2無線通信312

25.2.3數據傳輸313

25.2.4結構314

25.2.5建立連線315

25.2.6安全316

25.2.7工業套用裝置316

25.2.8現場套用316

25.3EPA無線技術317

25.3.1EPA標準317

25.3.2EPA技術網路拓撲結構318

25.3.3EPA無線技術設備類型和網路類型319

第26章流程行業無線通信技術展望/320

26.1擴大套用範圍320

26.2擴展到控制領域321

26.3多種通信技術標準的融合321

26.4系統架構的創新324

26.5引入新的頻段325

26.6引入無線行業領軍廠家的技術和產品325

26.7建立各種流程行業無線通信標準測試實驗室326

26.8WIAPA的前景廣闊326

附錄名詞解釋328

參考文獻337