年來，國際主流自動化供應商與專業(yè)廠商所推出的無線技術與產(chǎn)品層出不窮，無線傳輸進入工業(yè)控制領域的趨勢無可質疑。VDC公司的調查顯示，到2006年時，全球在工業(yè)無線技術方面的花費已由2003年的7500萬美元增長到1.83億美元。無線技術的安全性、可靠性、性價比以及無線通信技術在工業(yè)領域的應用方案，日益成為用戶們普遍關心的話題。
那么，無線通信技術到底能為客戶帶來怎樣的價值？在具體的應用中又取得了怎樣的進展？在實施中，企業(yè)又該注意哪些問題？
無線技術改善監(jiān)測性能
【案例】艾默生智能無線技術幫助卡博特藍星化工(江西)有限公司改善風機監(jiān)測性能
卡博特藍星化工（江西）有限公司是中國首個世界級氣相二氧化硅工廠，年產(chǎn)能為4800噸。為生產(chǎn)優(yōu)質產(chǎn)品滿足客戶的需求，公司對產(chǎn)品質量和產(chǎn)量提出了極高的要求。其中對工廠重要設備——冷卻風機和助燃風機的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，對提高工廠生產(chǎn)的穩(wěn)定性極其重要。
卡博特藍星化工選擇了艾默生智的能無線技術，對工廠重要設備——冷卻風機和助燃風機運行狀態(tài)進行監(jiān)測，包括監(jiān)測風機的軸溫和風機入口壓力。并利用智能設備先進的預診斷功能和智能設備管理軟件，對無線儀表進行監(jiān)測，將無線監(jiān)測數(shù)據(jù)無縫集成到DCS系統(tǒng)，以獲得更大的經(jīng)濟效益。
采用智能無線技術，無需敷設電纜和橋架，節(jié)省了安裝成本。無線儀表的安裝和常規(guī)儀表安裝方式相同，技術人員不需額外培訓，從而加快了無線儀表安裝和調試的進度。艾默生無線儀表遵循WirelessHART標準，智能無線HART變送器具有自檢測功能，容易調試，回路調試時間比以往大大縮短。與使用有線儀表相比，安裝和調試時間減少了80%，并且1420網(wǎng)關給今后的擴充提供了充足的擴展余量。
作為艾默生過程管理Smart Wireless產(chǎn)品在中國投入實際應用的成功案例之一，從2008年7月投入運行至今，測量結果準確穩(wěn)定，設備運行正常，達到公司的預期要求。
在卡博特的生產(chǎn)流程中，風機軸溫度及風機入口壓力是非常重要的參數(shù)，它們是保證風機的正常運行及全廠工藝流程穩(wěn)定的關鍵。但由于現(xiàn)場條件所限，敷設電纜及設備維護難度較大。采用智能無線儀表對風機軸溫及壓力進行監(jiān)測，不僅降低了安裝成本，同時為儀表運行維護帶來了極大的方便。
點評
通過對智能無線儀表的實時監(jiān)測，儀表工程師能隨時觀察到無線儀表的運行狀態(tài)。采用SmartPower?智能電源管理模塊，可以在線監(jiān)測每個儀表的電池狀態(tài)，確保無線變送器電源供電正常。使用智能設備的預診斷功能和智能設備管理軟件，操作人員在設備故障變得嚴重之前就能得到及時的預報信息，有效避免了非計劃停車，降低維護成本。
無線技術為節(jié)約提供可能
【案例】霍尼韋爾無線解決方案幫助Bodycote加強燃氣消耗監(jiān)測、節(jié)約成本
位于俄亥俄州Cleveland市的Bodycote公司作為熱處理領域的知名企業(yè)，擁有4套淬火（IQ）高爐，每臺能耗大約2～3Mbtu。公司試圖提高其四臺高爐耗氣量的監(jiān)測和熱處理能力，并找到一條節(jié)約成本、提高效率的成功之路。
“我們知道工廠的總燃氣消耗量，但是我們目前尚不知曉每座高爐滿負荷下的燃氣實際消耗量，”Bodycote公司總經(jīng)理Ron Perkins先生說。“一旦我們了解到我們實際的能量消耗，我們將清晰地發(fā)現(xiàn)并制定實際利用率以幫助我們更好地管理成本并增加工廠的收益。”
Bodycote選擇了霍尼韋爾的無線解決方案，開展為期3個月的監(jiān)測項目，以了解燃氣消耗的實際信息。
霍尼韋爾無線差壓變送器（范圍：0～100″H20）被安裝在四臺高爐的每條主輸氣線上，測量孔板兩端的差壓。差壓變送器通過模擬輸出模塊向霍尼韋爾QXe記錄器傳輸信號，變送器傳輸實際CfH信號，以及每秒Cf的累積值。通過監(jiān)測找出工作狀態(tài)最佳的高爐，Bodycote現(xiàn)在可以主動提高其它三臺爐子的生產(chǎn)效率，有效控制成本，將之轉變?yōu)閷蛻舾玫姆蘸徒档彤a(chǎn)品成本。
點評
Bodycote利用霍尼韋爾無線解決方案可以獲取高爐的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可提高設備利用率，更好地進行安排管理和成本規(guī)劃。這些數(shù)據(jù)有利于分析每臺爐子的天然氣實際消耗量，可令用戶更多地了解所需花費節(jié)約了公司的時間和金錢，更重要的是可以提高效率服務客戶。
無線技術抵達線纜到不了的地方
【案例】霍尼韋爾將控制網(wǎng)絡延伸至遠程儀表箱
美國西部一家精煉廠，多個遠程控制地點及獨立控制室像孤島一樣單獨運行，該公司計劃策略性地整合控制室，將曾經(jīng)人工操作的業(yè)務改進為自動化控制。隨著的自動化控制改造的進程，他們計劃建立多個用于這些集油站的遠程儀表箱(RIE)。集油站將鋪設回連至控制室的數(shù)據(jù)連接，總長接近半英里，以便將自動化系統(tǒng)集成到一起。
為遠程地點的數(shù)據(jù)連接進行設計施工是最大的挑戰(zhàn)，工廠原有的光纜已經(jīng)不堪重負，在需要配備RIE的現(xiàn)場區(qū)域又沒有有線光纜。安裝有線光纜，同時確保施工進程，并控制整個項目不會超出預算似乎不大可能。這時，霍尼韋爾的無線解決方案成為公司最好的選擇。
他們選擇霍尼韋爾的Experion過程知識系統(tǒng)(PKS)作為用于中央控制室的分布式控制系統(tǒng)(DCS)。Experion提供了適合中央控制室支持、集成無線支持和高效基金會現(xiàn)場總線（Foundation Fieldbus）設備管理與部署的理想系統(tǒng)。
為符合高可用性和可靠性要求，霍尼韋爾建議建立連接到遠程儀表箱（RIE）的無線容錯以太網(wǎng)(FTE)。該無線容錯以太網(wǎng)(FTE)建設了二條共享負載的有效通道，發(fā)生多個故障的情況下也能保持運作，而不僅是只能容忍二個錯誤。為確保設備和系統(tǒng)消息（包含警報）的高吞吐量，設計團隊發(fā)明了創(chuàng)造性的方法來減少無線跳數(shù)，以回避山峰和高密度金屬建筑。二個多節(jié)點經(jīng)過有線以太網(wǎng)連接在一起，二套裝置可以共同工作，消除了在跳（橋接）點的吞吐量丟失。
點評
霍尼韋爾解決方案不僅幫助工廠達到了時間進度表和預算的要求，而且建立了有回傳氣分析數(shù)據(jù)、支持使用手持電腦的移動工作者以及集成無線視頻等可擴充的其它無線應用網(wǎng)絡。隨著無線網(wǎng)絡的就位，雇員可更高效地工作、向更需要的工作傾斜。該公司還能夠為其先進的應用供應更多可用數(shù)據(jù)，進一步優(yōu)化調合和移動過程。
選擇無線解決方案的十大注意事項
無線技術所帶來的優(yōu)勢遠不止于通過取消布線節(jié)約成本這一項。作為一項戰(zhàn)略性投資，無線技術的應用能夠改進工廠整體的安全性和可靠性，提升運營效率。然而，部署無線方案之前，工業(yè)廠商須考慮很多因素，包括采用何種技術最適合現(xiàn)階段以及未來的發(fā)展需求。以下是專家給出的選擇無線解決方案應該注意的十大事項：
單一功用網(wǎng)絡還是多功能網(wǎng)絡
單一功用網(wǎng)絡似乎是最具成本效益的方法。但從長期來看，多功能網(wǎng)絡（即，支持多部門的多種應用）才是更有成效的解決方案。
網(wǎng)絡兼容性
所有系統(tǒng)都應該支持Wi-Fi和有線以太網(wǎng)，并能夠順利升級至符合ISA100、HART等國際標準。
可靠性和可擴展性
不同應用具有不同的要求，為確保未來的靈活性，應采用能夠提供數(shù)據(jù)可靠性達到99%以上的系統(tǒng)，并方便升級與擴展應用。
信息傳輸速度
某些應用要求高速傳輸，另外一些則可以容忍較低一些的傳輸速率從而保護電池壽命。同一網(wǎng)絡應同時包容多種速率，可符合特定應用的速率需求。
通知和報警頻率
許多傳感器網(wǎng)絡會定期報告信息，但眾多應用需要超出限定值后快速傳輸進行通知或報警。系統(tǒng)應支持你選擇定期更新和按需更新。
電源管理
如果選擇電池供電的無線產(chǎn)品，請先確定需要的報告率，然后要求在此報告率下的電池壽命。大多數(shù)工廠以五秒更新率為合理基準。
控制應用要求
盡可能使用控制就緒的系統(tǒng)進行監(jiān)控，而不是在未來進行升級增加一個單獨的監(jiān)控系統(tǒng)。
維護的可預測性
更換電池的費用，會抵消一些因節(jié)省布線而帶來的成本節(jié)約。需要考慮系統(tǒng)是否將以固定速率或不固定速率運行，來判定電池消耗。
可擴展性
隨著入網(wǎng)設備的增多，部分設備信號會衰減，因此請選擇能夠提供可擴展性的網(wǎng)絡。
多種應用接口
無線網(wǎng)絡應該能夠輕松地與舊有應用對接，保證對整個運營業(yè)務的支持，而非只針對單個部門。
編后語
從案例中我們可以看出，目前無線傳輸多是作為有線傳輸?shù)难a充部分出現(xiàn)在工廠的解決方案中。專家指出，無線傳輸目前尚處在發(fā)展的早期階段，無線技術首先會在樓宇自動化、自動抄表、事故響應、設備監(jiān)控等領域得到應用。當前較適宜應用的行業(yè)有汽車制造、食品加工、制藥和設備資產(chǎn)跟蹤等。由于工廠無線技術種類較多，技術特征差異比較大，無線通信只是現(xiàn)有有線通信系統(tǒng)的一種發(fā)展和重要補充，絕非一種替代，工業(yè)控制網(wǎng)絡將向有線和無線相結合方向發(fā)展。
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