基于ZigBee的液位過(guò)程控制實(shí)驗平臺設計

摘要：應用ZigBee技術(shù)，設計了一種液位過(guò)程控制實(shí)驗平臺，以期實(shí)現工業(yè)現場(chǎng)和控制室之間的無(wú)線(xiàn)信號傳輸來(lái)代替目前的有線(xiàn)傳輸模式。經(jīng)過(guò)分析有線(xiàn)模式的眾多弊端，提出了無(wú)線(xiàn)模式的解決方案，并通過(guò)ZigBee短距離無(wú)線(xiàn)通信以及其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)完成參數的采集、傳輸、存儲和顯示。
關(guān)鍵詞：ZigBee；過(guò)程控制；物聯(lián)網(wǎng)；信號傳輸

0 引言
目前，許多領(lǐng)域都需要對水位、油罐液位、鍋爐液位等進(jìn)行監控。然而，傳統的液位控制系統中工業(yè)現場(chǎng)和控制室之間都是通過(guò)有線(xiàn)模式進(jìn)行信號傳輸，缺陷非常明顯，其安裝、調試成本高，鋪設線(xiàn)纜麻煩，其他干擾因素繁雜。
為了解決傳統液位控制系統中有線(xiàn)模式帶來(lái)的麻煩，采用基于ZigBee短距離無(wú)線(xiàn)通信方式的液位過(guò)程控制實(shí)驗平臺，可以克服目前有線(xiàn)模式的不足，降低安裝、調試、維護的成本，因此，它必將成為未來(lái)過(guò)程控制實(shí)驗平臺市場(chǎng)中的主流。
ZigBee核心技術(shù)可以歸結為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，該技術(shù)具有低成本、低功耗、方便擴展等優(yōu)點(diǎn)，它的網(wǎng)絡(luò )結構靈活多變，傳感監測范圍廣，無(wú)需接線(xiàn)即可隨時(shí)增加監測點(diǎn)。因此，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )在軍事、農業(yè)、工業(yè)、醫學(xué)、家居生活及娛樂(lè )方而有著(zhù)廣闊的應用前景。
本系統是在基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的基礎上設計的無(wú)線(xiàn)液位過(guò)程控制裝置，符合傳感器智能化、無(wú)線(xiàn)化、網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展趨勢。

1 系統總體設計
本系統通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)將CS—E型液位過(guò)程控制裝置的信息傳輸到數據庫中。一方面，操控人員和用戶(hù)可以通過(guò)PC機應用程序或者網(wǎng)頁(yè)形式訪(fǎng)問(wèn)數據庫，從而實(shí)時(shí)監測液位傳感器信息。另一方面，操作人員還可以通過(guò)PC機發(fā)送控制指令，控制指令通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò )到達液位控制節點(diǎn)，然后通過(guò)執行器達到液位控制之目的。其液位過(guò)程控制裝置結構圖如圖1所示。

2 系統硬件集成設計
無(wú)線(xiàn)液位過(guò)程控制系統主要由液位傳感器、控制執行機構、無(wú)線(xiàn)數據傳輸(終端節點(diǎn))、中心控制、上位機液位顯示等部分組成，其系統框圖如圖2所示。