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案例頻道一、項目背景和挑戰(zhàn)：
中國某煉廠計劃修建的低溫乙烯運輸管線，總長約7650米，連接裝卸碼頭和低溫罐區(qū)。運輸管線的管道外徑為325mm、壁厚4.5mm，材質(zhì)為304碳鋼，保溫層厚230mm。乙烯運輸溫度要求范圍為-150℃至-100℃。為確保管線運輸正常工作、避免事故發(fā)生，需要對管線溫度實時監(jiān)測。管線兩端約500米各有一個溫度測點，其他測點分布為平均每隔1公里一個溫度測點。管線溫度數(shù)據(jù)要求傳輸至低溫罐區(qū)控制室DCS控制系統(tǒng)，實現(xiàn)集中、實時監(jiān)測。
如果采用常規(guī)的有線方案，實現(xiàn)7.6公里管線每個1公里一個溫度測點的監(jiān)測，非常困難。首先是數(shù)公里外的溫度信號傳輸至DCS控制室，信號衰減已經(jīng)非常弱，不能正常測量。如FF基金會現(xiàn)場總線主干和分支的總長度也不能超過1.9公里（通信速率為31.25kbps），Modbus RS485通訊的距離最遠也在1.2公里左右（9.6kbps 傳輸速度），Profibus DP/ PA的通訊距離同樣在1.9公里的范圍內(nèi)，因此也很難用有線的方式來實現(xiàn)。如果采用光纜通訊，那么每個測點出都需要光電轉(zhuǎn)換接口等附件，不僅設備昂貴，而且工程實施困難，通訊很容易因為故障點或光纜損壞而中斷，而且后期維護費用高，維護工作量大。
二、無線方案的配置：
采用Honeywell的OneWireless工業(yè)無線解決方案，無需安裝電纜、橋架和接線，非常容易就可以實現(xiàn)對乙烯管線的監(jiān)測。低溫乙烯運輸管線的溫度測點共7點如圖所示，分別位于離罐區(qū)DCS控制室1000米處T1、1850米處（高位）T2、2850米處T3、3850米處T4、4850米處（高位）T5、5950米處T6、6950米處T7。其中T2和T5是關(guān)鍵測點。其中T1和T7采用有線溫度變送器，T2、T3、T4、T5、T6測點采用無線溫度變送器。
安裝在管線溫度測點的無線變送器同多功能節(jié)點進行無線通訊；多功能節(jié)點之間無線通訊構(gòu)建mesh無線主干網(wǎng)。位于低溫罐區(qū)的多功能節(jié)點M1做為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)同時傳輸至罐區(qū)DCS控制系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)集成。該項目的網(wǎng)絡通訊拓撲結(jié)構(gòu)如下：
3臺多功能節(jié)點構(gòu)建快速通訊的無線mesh主干網(wǎng)絡。安裝位置為：M1低溫罐區(qū)DCS控制室屋頂（外部供電）、 M2離罐區(qū)控制室1000米處（外部供電）、M3離碼頭控制室700米處（碼頭控制室供電）。都配置20dbi定向板狀高增益天線，帶有防雷端子。
這個無線mesh主干網(wǎng)，自組織、自愈合，最快通訊速度可以達到54Mbps，為構(gòu)建冗余的多路徑通訊，可以考慮增加更多的多功能節(jié)點。這個主干網(wǎng)絡支持多種無線應用，即不僅可以支持同無線變送器的通訊，而且支持無線移動工作站，運行維護人員可以在任何一個測點的現(xiàn)場通過移動工作站瀏覽DCS里的畫面和信息，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)。這個多功能的無線mesh網(wǎng)絡也支持無線視頻通訊、即時定位、管道和儲罐腐蝕監(jiān)測，以及其它Wi-Fi無線通訊。這個無線主干網(wǎng)絡也支持多種通訊協(xié)議的符合ISA100 國際標準的現(xiàn)場儀表，如HART、FF、4-20mA、Profibus等等。
無線網(wǎng)絡通過多功能節(jié)點M1把數(shù)據(jù)集成到罐區(qū)的DCS控制系統(tǒng)中。采用標準的通訊協(xié)議：Modbus TCP，或Modbus RS485/232或OPC或HART。本項目采用Modbus RS485 同控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成。
該項目中T2至T6共5臺無線溫度變送器安裝在管架正上方1米高的抱柱上，采用20dbi定向板狀高增益天線（傳輸距離遠、安裝隱蔽）實現(xiàn)遠程通訊，而且都配有防雷端子。其中T2用2個天線，可實現(xiàn)冗余通訊路徑。溫度變送器的測溫元件采用PT100 外貼式熱電阻，導線直接接入無線溫度變送器。每臺無線溫度變送器配置1個熱電阻：材質(zhì)316不銹鋼、溫度范圍-150℃至-100℃，長度350mm
Honeywell公司的解決方案也為項目配置一個管理軟件平臺（服務器），安裝在罐區(qū)控制室，完成如下功能：可視化監(jiān)測無線網(wǎng)絡的通訊狀態(tài)；支持無線變送器在線遠程組態(tài)；負責無線網(wǎng)絡的診斷和安全管理；
這個無線通訊網(wǎng)絡采用2.4GHz公用波段跳頻（ISM），自組織、自愈合；無線網(wǎng)絡通訊遲延短；無線變送器自恢復速度快；無線網(wǎng)絡的規(guī)模靈活，安裝方便；無線設備有國家無線電委員會的核準。Honeywell的無線變送器的刷新速度可以設定為1秒、5秒、10秒、30秒；無線溫度變送器可以同時隔爆和本安。無線變送器的電池壽命可預測，常溫下，1秒刷新時為4.5年；5秒時為10年。該項目的設備清單如下：
| 序號 | 名稱 | 型號 | 數(shù)量 |
| 1 | 無線多功能節(jié)點 （帶電源轉(zhuǎn)換模塊） | WNMS-M00000-W00000-F00000-PM-XXXX | 3 |
| 2 | 無線溫度變送器 | STTW400-000-0000-V0000-XD,MB,1C-XXXX | 5 |
| 3 | 表面式熱電阻PT100 | PT100 | 7 |
| 4 | 無線網(wǎng)絡管理平臺：軟件25點 | SP | 1 |
| 5 | 工作站 | DELL D630工作站、2G內(nèi)存、160G固態(tài)硬盤 | 1 |
| 6 | 無線網(wǎng)絡授權(quán)設備 | XSK00 | 1 |
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號