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　　本課程包括

　　1  概述

　　2  數據記錄儀基本知識

　　3  局限性

　　4  先期準備

　　5  無線技術方案

　　6  技術方案的組成部件

　　7  維護

　　8  總結

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　　概述

　　利用圖表記錄儀來監測測量數據已有幾十年的歷史。盡管在許多領域這種用筆紙進行記錄的技術已為電子產品所代替， 但在偏遠地區還會依然用到。

　　雖然圖表記錄儀有簡易和成本小的優點，但是它也有缺點：定期派人來更換紙質圖表的高昂費用以及在訪問間隔中無法獲知當時信息等等。

　　通過本課程，您將會學到在偏遠地區傳統的圖表記錄儀是如何被無線儀器所取代的，或按照要求――如有必要可以按實時方式――來收集和傳送測量數據的。

　　在本課程的末尾您會發現一個簡短的測驗，幫助您回顧所學到的知識――并贏得寶貴的獎勵點數。

　　提示

　　在您閱讀本課程內容的同時，請留意下列問題的答案：

　　傳統的圖表記錄儀的缺點是什么?

　　怎樣通過無線方式來克服此類缺點?

　　這種技術方案的基本組成部分是什么?

　　下一節：圖表記錄儀基礎

　　圖表記錄儀基本知識

　　圖表記錄儀是對象壓力、液位、溫度、水流、酸堿性或者濕度等數據資料的物理記錄，當圖表紙通過一根或多根打印針時，針就會按照能夠代表這些數據的機械或者電子信號的比例進行移動，這些打印針在圖紙上所畫下來的線條表明變量隨時間所發生的變化。

　　圖表記錄儀利用筆與圖表紙來追蹤一個或多個變量的變化。

　　圖表記錄儀有單通道或多通道模式，并有多種組態。

　　帶狀圖記錄器是一張長長的帶狀紙以線形方式從一個或者多個打印針下面通過以繪制圖像，繪成的紙張從記錄器的側面或者底部輸出，在記錄的整個過程可以不受干擾地自動移動，也就是說，直到放上另外一張帶狀紙方可停止。

　　走紙圓圖記錄器是把所測數據以點的形式分布在一張圓形的紙張上，依據這樣的原理，圖紙每旋轉一周就可以收集到一張圖紙，同時開始新的一張圖紙的打印記錄工作，每一張這樣的圖紙都需要花費一些時間，比如一天或者一周。

　　橫縱坐標圖紙記錄器是把分別分布在橫軸和縱軸上的兩個變量的關系以點狀方式顯示出來，時間在此不計算為一個變量。例如，這樣的一個圖紙記錄器可以用來監測溫度對于壓力過程的影響效果。

　　下一節：局限性

　　局限性

　　盡管圖表記錄技術已經完全被證實可行，但是這些傳統的儀器對于人們不斷提高效率和降低運營成本的要求并沒有多大幫助。

　　圖表記錄要求定期的檢查以便收集圖紙圖像并安裝新的待用圖紙，多到一天一次或一周一次。根據地點的遠近，人力和來往的交通費用將會相當大。

　　當前的數據在兩次檢查期間是無法獲得的，這就大大增加了操作人員對一些過程中出現的問題的反應時間。

　　任何使用移動的零部件的儀器隨時都可能會出現問題而導致無法工作。在出現這種情況的時候，在下一次檢查之前問題是無法被及時發現的，這就可能會推遲幾天或者幾周時間，而在此期間就會喪失一些有效的數據。

　　收集數據僅僅是個開始，數據的分析，報告的形成，數據的共享都會使這些信息更加有用。但是對于圖表記錄儀來說，這些“額外的工作”必須要手動完成而且花費更大。

　　打印針和這些圖像紙并不能提供所要求的精度和準確度，尤其是無法滿足質量和調整報告的要求。同時人們對這些圖紙數據的解釋也可能會導致錯誤的產生。

　　電子數據記錄儀就克服了這樣的不足，通過自動收集數據，然后再以數字化的模式存儲起來。但是大部分的儀器都是單獨的，必須要有人定期來收集這些數據，然后通過人工把這些數據轉到主機，歷史數據記錄儀或者其它應用的領域。

　　要想隨時隨地的提供信息資料――趁著仍有時間來做一些改正――您需要選擇一種不同的方案。

　　下一節：先期準備

　　先期準備

　　沒有任何的理由來替代已經證實可行的一項技術，除非這種替代和改變可以帶來我們想要的優點，一種理想的技術方案應能提供下列功能：

　　準確可靠的數據收集

　　維護費用的降低---無需浪費錢財前往現場以更換紙筆

　　數據收集的間隔很容易安排以適應您的應用要求

　　實時遠程獲取當前數據

　　簡便的安裝，設置和操作

　　一個靈活的數據傳輸系統---包括以網絡為基礎進行監測的能力或者同現有的公司應用和數據庫進行整合的能力。

　　支持多種測量形式，比如差壓液位、雷達、壓力和溫度等

　　下一節：無線技術方案

　　無線技術方案

　　今天無線技術可以使我們進行數據的遠程監測和傳輸，這就克服了傳統圖表記錄儀的許多不足。

　　方法很簡單： 一個裝備有無線通訊裝置的數據測量儀表把測量到的數據遠距離傳輸到附近的無線發射塔，通過這些發射塔數據經由標準的通訊網絡傳輸到中心服務器。這樣，用戶只要聯網，就可以輕松而且隨時隨地地通過網絡瀏覽器來獲取這些服務器上的數據。

　　無線技術可以更快，更簡單，比用傳統的圖表記錄儀手工收集數據成本更低。

　　數據可以按照您設定的間隔自動進行收集和傳輸，不受人為因素的干擾。操作員和其它人員可以及時看到測量的數值，而且這種數字化的數據便于閱讀、儲存以及和其它數據庫進行結合。

　　由于大多的實時方案都使用了無線通訊和網絡通訊設施，所以不久的將來就可以很簡單地進行設置并添加一些監測點。這些電子儀器和其它的一些部件也比機械的圖表記錄儀更不容易產生設備故障，同時也支持多種測量類型。

　　下一節：技術方案的組成部件

　　技術方案的組成部件

　　這種無線的自動圖表記錄的技術方案包括以下三個主要部分：

　　1. 用來通過無線技術獲取和傳輸數據的本地測量儀表。

　　2.用來把數據從收集地點傳輸到中心數據服務器的手機和陸地電話網絡以及互聯網。

　　3.用來給用戶隨時提供數據的基于網絡的監測接口。

　　下面讓我們詳細的了解每一個部分。

　　下一節：技術方案組成部件――儀表

　　技術方案組成部分  儀表達

　　這些以前由圖表記錄儀獲取的測量數據現在通過數字化的方式和無線通訊儀表被存儲在網絡中。盡管這些儀表使用的是本地有線電源，但是也使用能量效率高的模式，這主要是使用一些利用太陽能電池板充電的電池，這就使得安裝工作更容易了。

　　除了這些無線能力和其它可選的集成電源之外，這些儀表還使用跟有線設備同樣的測量技術，因而也能處理各種各樣的數據類型，包括壓力、溫度、液位、流量、分析數據等等。

　　“智能”儀表還能夠傳輸設備診斷信息以確保測量數據的有效性，從而有助于預防性維護，包括監測電池狀況，對諸如阻塞或者凍結的導壓管線，臟污的探頭或者漂移的傳感器等典型的維護問題提供早期的預測。

　　艾默生公司的優勢

　　艾默生推出的Rosemount 753R遠程網絡監測指示器可以對自動液位、壓力、溫度和分析類數據收集進行無線通訊，它可以和性能優良的整個Rosemount HART系列儀表結合使用，同時也可以和基于網絡的監測接口結合使用。

　　產品具有如下特點：

　　先進的電源管理，電池壽命無需太陽能充電時可長達37天，太陽能充電后根據使用情況可以長達2-6年。

　　提供狀態報警，以確保設備處于良好的工作狀態。

　　當儲罐容量過低或者當管道壓力高于或低于要求的閥值時，儀表就會報警。

　　為多至400個讀數提供數據緩存，外加儲存轉發協議，這樣所有的數據都可以傳輸了。

　　可編程數據的收集和傳輸間隔(每十五分鐘或根據例外決定)可以按照用戶的要求進行數據收集的調整。

　　下一節：技術方案組成部分――網絡

　　技術方案組成部分  網絡

　　公共GSM蜂窩網絡具有的覆蓋面――以及對GPRS數據傳輸技術的支持――使得這種自動圖表記錄儀成為以無線方式遠距離收集和傳送信息的理想方式。

　　信息從這些蜂窩網絡系統通過公共電信網絡被傳輸到中心數據服務器，然后被儲存起來備用。全球用戶就可以使用通過安全網絡連接的瀏覽器來訪問這些信息。

　　雖然在大多數情況下對于遠程數據采集而言這是最簡便、最具成本效益的網絡，您仍然會遇到另外兩種類型：

　　許多年來，油氣工業一直使用無線電臺通訊網絡來對遠距離的油井和管道進行數據收集。隨著今天技術的進步，――例如可以減少因干擾而產生的問題的擴展頻譜無線通信――這些網絡仍然可以提供一種替代傳統圖表記錄儀的有效方法，尤其是在無線網絡無法覆蓋的地區。

　　廠內圖表記錄儀也可以用無線網絡技術來代替。因為廠內傳輸的距離比較短，自組織網絡與基于蜂窩技術的網路相比是一個比較好的選擇。

　　關于這些網絡技術的更多內容，請參考課程“蜂窩網絡，無線技術在油氣田的應用，以及自組織網絡”。

　　下一節：技術方案組成部分――接口

　　技術方案組成部分   接口

　　完整的技術方案包括一個用于通過安全網絡連接訪問數據的用戶接口，這就像我們在線查看我們的銀行賬戶余額是一樣的。

　　這些理想的接口還應該能夠：

　　當異常狀況警報發生時通知主要的操作人員和維護人員

　　提供讀數和報警的歷史記錄

　　允許用戶更改數據收集方式和傳輸間隔

　　可以對測量儀表進行遠距離的組態和診斷

　　提供加密和用戶識別功能以保護數據

　　支持數據向其它程序的輸出，例如excel文檔或者歷史數據記錄儀，以用來繪制圖表、查看趨勢和進行報告。

　　艾默生公司的優勢

　　艾默生完整的集成監測方案包括基于網絡的安全的iTraX?用戶接口。iTraX可以讓用戶監測過程變量，對變送器進行設置，也可以通過電子郵件和傳呼的方式來接收報警。接口和數據由中央服務器進行管理，以便可以在全球任何地方進行安全訪問，同時也具有更高的安全性能，更簡捷的系統升級，和便于管理的文件備份。當然，把數據傳輸給共同的數據庫也成為可能。

　　下一節：維護

　　總結

　　在本課程中，我們學到…

　　傳統的圖表記錄儀雖“經過實踐證明”，但是維護費用高昂，而且它記錄的信息等到到達控制室時已然過期。而且測量的準確性和儀表的可靠性也達不到如今操作的要求。

　　有了無線技術，現在就可以將利用紙張的機械圖表記錄儀用自動化的數字技術方案來代替，以獲取實時數據并進行報告。

　　一個完全集成的無線技術方案包括用來收集和傳輸可靠數據的儀表，根據需要傳送數據的網絡以及可以提供數據訪問和管理的接口。對于現在仍然常見的圖紙記錄器的遠程應用，蜂窩網絡已經成為這種技術方案的一個重要組成部分。