计为自动化推进4G无线通信技术研发,拓展工业物位测控应用

  随着工业互联网技术的发展,工业物位测量正向无线通信、远程监测和智能运维方向延伸。 针对传统仪表布线施工复杂、分散测点管理不便、现场维护成本较高等问题,深圳计为自动化技术有限公司(以下简称“计为”)正积极推进4G无线通信技术在物位仪表中的应用研究,探索雷达物位计及各类物位开关的无线接入方案,以提升工业现场数据采集、设备调试和运维管理效率。

雷达仪表无线技术升级

  计为自主研发的JWrada智能雷达物位计采用80GHz调频连续波(FMCW)测量技术,结合回波信号处理算法,可对液体、粉体及颗粒物料进行非接触式连续物位测量。

  在智能调试方面,JWrada®雷达物位计已具备蓝牙无线参数配置、回波曲线查看及设备诊断等功能。通过“计为智控”App小程序软件及相关远程技术支持,工程师能够实时获取仪表运行信息,辅助完成参数调整和故障分析,减少部分现场调试工作,降低爬罐造成的安全风险。

计为自动化推进4G无线通信技术研发,拓展工业物位测控应用

JWrada雷达物位计应用于危险氢氟酸储罐并实现手机远程调试监控液位

  在现有技术基础上,计为进一步探索4G无线通信与雷达物位计的集成应用。通过外置4G工业网关,可将仪表测量数据经兼容的通信接口传输至远程监测平台,适用于现有设备的无线化改造。对于新产品开发,则可研究将4G通信模块与仪表集成,实现测量数据直接上传及设备状态远程监测。

  两种方案分别面向存量设备改造和新型仪表开发需求,为不同工业现场提供灵活的无线接入方式。

物位开关无线接入

  除雷达物位计外,计为正在将4G无线通信应用研究延伸至音叉、振棒、射频导纳及阻旋等物位开关。

  针对不同仪表的输出特性,可采用数字量采集模块或多通道4G工业网关,获取物位开关的动作状态及报警信号,并通过移动通信网络上传至远程监测平台,实现分散测点的集中监测。

  在化工储罐、矿山料仓、水泥生产及粮食仓储等场景中,4G无线方案可用于远程获取高低物位状态、满仓报警及缺料提示,为现场设备管理和生产调度提供数据支持。

  对于具备继电器输出的常规物位开关,无线接入主要实现状态采集和报警信息传输;对于具有数字通信能力的智能仪表,则可根据设备接口和协议进一步扩展远程诊断功能。

  通过雷达物位计与物位开关的协同接入,可兼顾连续物位测量和限位状态监测,满足不同工况下的远程监测需求。

减少布线与安装维护成本

  传统工业物位仪表通常通过4~20mA、HART或RS485等接口与控制系统连接。在测点分散、距离较远或施工条件受限的项目中,通信电缆敷设往往需要配套桥架、穿线管及其他辅助设施,增加工程建设和后期维护成本。

  采用4G无线通信后,仪表可通过移动通信网络直接传输数据,减少长距离通信电缆及相关施工投入。对于既有项目,可通过加装4G网关实现数据远程采集,降低新增测点及系统改造的实施难度。

  在大型储罐区、露天料仓、污水处理设施及偏远监测点等场景中,无线接入能够减少部分布线工程,提高设备安装与部署的灵活性。

  需要说明的是,4G无线通信主要替代部分数据传输线路,仪表仍须根据实际情况配置供电设施。涉及安全联锁的关键回路,应按照相应安全要求保留可靠的保护措施。同时,项目还需考虑无线通信设备、网络资费和平台维护等支出。

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计为JWrada雷达物位计实现内部无线方案的多设备集中管理

  因此,4G方案的经济效益应结合测点数量、通信距离、施工条件及运行维护需求综合评估,其价值主要体现在降低部分布线成本、提高部署效率和减少现场维护工作量。

提升远程调试效率

  工业雷达物位计在实际运行中,可能受到安装结构、物料特性、虚假回波及现场工况变化等因素影响,需要通过参数调整和信号分析保障测量稳定性。

  JWrada雷达物位计已具备无线参数配置和设备诊断能力,为进一步开展远程运维提供了技术基础。

  在4G通信与远程管理平台完成适配后,工程师可通过网络获取仪表测量数据、设备状态及相关诊断信息,对异常测量情况进行远程分析。在具备相应通信接口和授权机制的条件下,还可开展参数核查与调整,减少因常规配置及故障排查产生的现场服务需求。

  对于偏远工厂、分散式储罐、危险测量工况及海外项目,远程诊断有助于缩短故障响应时间,提高技术支持效率,减少人员安全风险。

  远程参数修改和设备维护还落实了身份认证、权限控制及操作记录等措施,确保设备运行安全。

计为自动化推进4G无线通信技术研发,拓展工业物位测控应用

拓展工业应用场景

  4G无线物位测控技术具有较强的场景适应性,尤其适用于测点分散、布线困难或需要集中管理的工业设施。

  在石油化工领域,可用于分散式储罐液位数据采集及报警状态监测;在环保水处理领域,可为污水池、泵站和蓄水设施提供远程液位信息;在矿山、建材及粮食仓储领域,可将多处料仓的料位数据集中上传,辅助库存管理、物料补给和生产调度。

  对于缺乏固定通信线路的偏远测点,还可结合低功耗设计、太阳能供电及周期性数据上传技术,探索独立部署的无线监测方案。

  随着工业物联网平台的应用,物位数据还可用于历史趋势分析、异常预警和设备运行管理,为企业完善生产信息采集体系提供支持。

推进技术应用落地

  4G无线通信技术在工业仪表中的应用,需要兼顾测量可靠性、通信稳定性及现场安全要求。

  在产品研发和工程应用过程中,应充分验证通信模块对仪表测量性能的影响,并针对设备功耗、电磁兼容、网络覆盖、断线恢复及数据安全等问题进行测试。对于易燃易爆等特殊工况,还需满足相应的防爆及安全技术要求。

  计为将依托现有雷达物位计、物位开关及智能调试技术基础,持续探索4G无线通信在工业物位测量中的应用,完善设备接入与远程监测方案。

  通过无线数据传输与远程运维技术的结合,计为有望进一步提升工业仪表的部署灵活性和服务效率,为企业降低工程建设及运维成本提供新的技术选择。

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