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    利用物理定位 成就智能化工廠

    有用資源的遠(yuǎn)程鑒定已經(jīng)引起了人們極大的興趣，這要特別感謝沃爾瑪?shù)纳漕l識(shí)別（RFID）計(jì)劃。改進(jìn)的工業(yè)技術(shù)曾幫助很多企業(yè)迅速識(shí)別、追蹤關(guān)鍵資源，從而改進(jìn)站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)效率、安全性以及員工安全。

    制造商在選擇最適當(dāng)?shù)募夹g(shù)時(shí)必須考慮以下幾個(gè)因素：基礎(chǔ)設(shè)施要求、檢測(cè)范圍、檢測(cè)精度、可靠性、帶有RFID電子標(biāo)簽的電池壽命、更新速率和成本。此外，還需考慮下列幾項(xiàng)技術(shù)。
Wi-Fi。 Wi-Fi系統(tǒng)使用電池驅(qū)動(dòng)的電子標(biāo)簽和現(xiàn)有產(chǎn)品訪問(wèn)點(diǎn)，非常適用于室外和室內(nèi)環(huán)境下需要大致定位信息的應(yīng)用，也適合于擁有現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的工廠。

    脈沖為5.8 GHz的主動(dòng)式射頻識(shí)別（RFID）。 這款精確的定位系統(tǒng)非常適合于要求苛刻的多路室外或室內(nèi)環(huán)境。該系統(tǒng)多年電池驅(qū)動(dòng)的電子標(biāo)簽發(fā)出ISM頻段5.8 GHz的脈沖信號(hào)，由接收器捕獲。
超寬帶無(wú)線通信技術(shù)（UWB）。UWB也是一款精確的定位系統(tǒng)，旨在確定要求苛刻的多路室外或室內(nèi)環(huán)境中的有用資源，多年電池驅(qū)動(dòng)的電子標(biāo)簽發(fā)出高頻（6-8GHz）脈沖信號(hào)，由接收器捕獲。UWB使用的頻率范圍在全球還未統(tǒng)一。

    全球定位系統(tǒng)（GPS）。GPS不需要基礎(chǔ)設(shè)施，由多個(gè)接收器組成，這些接收器通過(guò)測(cè)量各自間的距離或者測(cè)量三個(gè)及更多GPS衛(wèi)星間的距離進(jìn)行定位。

    部分解決方案可以將UWB、Wi-Fi、主動(dòng)式RFID和GPS集成到一個(gè)平臺(tái)中。除此以外，它還具有一些其它的先進(jìn)特性：將RFID電子標(biāo)簽和GPS裝置與設(shè)備或人員進(jìn)行連接，創(chuàng)建可以觸發(fā)自動(dòng)通知的業(yè)務(wù)規(guī)則，創(chuàng)建查詢報(bào)告和查看報(bào)告。

    實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)與整個(gè)過(guò)程知識(shí)系統(tǒng)的整合使用戶（從現(xiàn)場(chǎng)操作員到管理人員）更深入地了解整個(gè)操作過(guò)程。這使得工廠又向“智能化”邁進(jìn)了一步。

圖1 制造商為應(yīng)用選擇最適當(dāng)?shù)亩ㄎ幌到y(tǒng)時(shí)必須考慮的幾個(gè)因素

    “第三只眼”無(wú)線技術(shù)介入油罐區(qū)

    罐區(qū)監(jiān)控成為制造廠面臨的巨大挑戰(zhàn)，無(wú)論是暴露在外的員工或是危險(xiǎn)環(huán)境，還是從遠(yuǎn)處監(jiān)控罐內(nèi)液面，但工業(yè)無(wú)線技術(shù)提供了優(yōu)化這些工作、提高整體效率的機(jī)會(huì)。油罐可以位于距煉油廠500英尺至2英里以外的任何地點(diǎn)，這對(duì)于需要監(jiān)控運(yùn)營(yíng)過(guò)程的公司而言是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，公司要安排至少兩名操作人員解決這一問(wèn)題，一名在現(xiàn)場(chǎng)，另一名在控制室。這樣經(jīng)常會(huì)有安全風(fēng)險(xiǎn)，影響監(jiān)控的實(shí)施。

    公司解決此問(wèn)題的方法之一就是部署有線監(jiān)控系統(tǒng)。由于許多罐區(qū)屬于爆炸危險(xiǎn)區(qū)，工人們禁止使用未標(biāo)有本質(zhì)安全的電子設(shè)備和配線。對(duì)于常規(guī)配線，公司預(yù)計(jì)支付約每英尺25美元至40美元；對(duì)于本質(zhì)安全的配線，成本大致為每英尺80美元至100美元。

    但是，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施可以提供更經(jīng)濟(jì)、更有效的替代品。

    經(jīng)濟(jì)、有效、安全

    無(wú)線替代品降低了安裝成本，無(wú)須安裝任何配線或?qū)Ь€管，對(duì)廠商而言易于實(shí)施，對(duì)操作人員而言價(jià)格更低，干擾更少。

    無(wú)線運(yùn)營(yíng)本身也實(shí)現(xiàn)了增值，公司可以更輕松地追蹤庫(kù)存，提高吞吐量，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。例如，公司可以實(shí)時(shí)訪問(wèn)罐內(nèi)液位信息，遠(yuǎn)勝于僅依賴現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供不連續(xù)的資料，然后手動(dòng)呼叫控制室操作人員。

    此外，使用手動(dòng)檢查的工廠僅能部分填充油罐，以避免溢出的危險(xiǎn)。無(wú)線儀器使操作人員更準(zhǔn)確地監(jiān)控液位，并由此提高吞吐量，亦無(wú)須擔(dān)心溢出問(wèn)題。最終，提高了安全性，提升了效率。
無(wú)線解決方案在危險(xiǎn)區(qū)最明顯的優(yōu)勢(shì)在于它大大減少了工作人員以十分危險(xiǎn)的方式親自去現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)的幾率。更少的配線就意味著更少的致命火星，火星會(huì)引燃易燃蒸汽，對(duì)公司的工廠、員工和周圍地區(qū)造成極大的損害。

    實(shí)際應(yīng)用

    無(wú)線技術(shù)可以保護(hù)在易爆環(huán)境下進(jìn)行危險(xiǎn)工作的員工，并使工廠更加符合政府與行業(yè)法規(guī)。

    例如，一家制藥公司一直在尋找一種更好地監(jiān)控酒精罐液位的方法，以降低員工的安全風(fēng)險(xiǎn)。以前的測(cè)量方法需要員工沿狹窄的樓梯走到存儲(chǔ)罐的頂部，打開6英寸的罐口，將量尺插到酒精中。

    有線解決方案則需要300至400英尺線纜或?qū)Ь€管，這無(wú)疑是一個(gè)非常昂貴的方案。這樣就更需要一款無(wú)線解決方案，它需要包括一個(gè)位于距存儲(chǔ)罐300碼處的無(wú)線基地，存儲(chǔ)罐上需帶有可以顯示酒精高度的壓力傳送器。數(shù)據(jù)被傳送到一個(gè)可編程邏輯控制器（PLC）中，員工可以實(shí)時(shí)觀看。

    此新系統(tǒng)降低了員工和環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)。如今，該公司排放到空氣中的酒精氣體減少了，因?yàn)閱T工不再需要親自打開酒精罐進(jìn)行測(cè)量了。

    新無(wú)線系統(tǒng)的效率使客戶進(jìn)一步探索其它用途，如將無(wú)線技術(shù)引入到工廠實(shí)際過(guò)程中，無(wú)線應(yīng)用也可以排除混亂，縮短員工維護(hù)整個(gè)區(qū)域所需的時(shí)間。該區(qū)域的線纜和導(dǎo)線管大幅減少，更易于清理，同時(shí)清除了聚積污垢和灰塵的區(qū)域。

    戰(zhàn)略投資

    監(jiān)控罐內(nèi)液位有助于確保用于財(cái)務(wù)報(bào)告、生產(chǎn)計(jì)劃及時(shí)間安排的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。不準(zhǔn)確的測(cè)量可能導(dǎo)致容量使用不理想、賬目錯(cuò)誤甚至發(fā)生溢出等環(huán)境事件。最理想的解決方案包括在工廠范圍內(nèi)對(duì)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行驗(yàn)證性測(cè)量，以提高經(jīng)營(yíng)績(jī)效并節(jié)省成本。

圖2   OneWireless 罐區(qū)解決方案——一臺(tái)XYR 6000發(fā)射器與一臺(tái)霍尼韋爾Enraf SmariRadar測(cè)量?jī)x通信