基于ZigBee的液位過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

摘要：應(yīng)用ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種液位過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以期實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和控制室之間的無(wú)線(xiàn)信號(hào)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(shù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)和顯示。
關(guān)鍵詞：ZigBee；過(guò)程控制；物聯(lián)網(wǎng)；信號(hào)傳輸

0 引言
目前，許多領(lǐng)域都需要對(duì)水位、油罐液位、鍋爐液位等進(jìn)行監(jiān)控。然而，傳統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)中工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和控制室之間都是通過(guò)有線(xiàn)模式進(jìn)行信號(hào)傳輸，缺陷非常明顯，其安裝、調(diào)試成本高，鋪設(shè)線(xiàn)纜麻煩，其他干擾因素繁雜。
為了解決傳統(tǒng)液位控制系統(tǒng)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(yàn)平臺(tái)，可以克服目前有線(xiàn)模式的不足，降低安裝、調(diào)試、維護(hù)的成本，因此，它必將成為未來(lái)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)市場(chǎng)中的主流。
ZigBee核心技術(shù)可以歸結(jié)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(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活多變，傳感監(jiān)測(cè)范圍廣，無(wú)需接線(xiàn)即可隨時(shí)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)。因此，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)在軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、家居生活及娛樂(lè)方而有著廣闊的應(yīng)用前景。
本系統(tǒng)是在基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(shì)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)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?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中。一方面，操控人員和用戶(hù)可以通過(guò)PC機(jī)應(yīng)用程序或者網(wǎng)頁(yè)形式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位傳感器信息。另一方面，操作人員還可以通過(guò)PC機(jī)發(fā)送控制指令，控制指令通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)到達(dá)液位控制節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)執(zhí)行器達(dá)到液位控制之目的。其液位過(guò)程控制裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件集成設(shè)計(jì)
無(wú)線(xiàn)液位過(guò)程控制系統(tǒng)主要由液位傳感器、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸(終端節(jié)點(diǎn))、中心控制、上位機(jī)液位顯示等部分組成，其系統(tǒng)框圖如圖2所示。