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    霍尼韋爾公司過程控制部 Jeff Becker，Jerry Stanek

    Jeff Becker，霍尼韋爾公司過程控制部無線業(yè)務(wù)部主管，曾擔(dān)任過工程、銷售、市場和管理職務(wù)，并擁有圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位。Jerry Stanek，霍尼韋爾公司石油和天然氣部門業(yè)務(wù)經(jīng)理，在石油和天然氣領(lǐng)域有著30多年的經(jīng)驗(yàn)，參與過上游生產(chǎn)設(shè)備的工程設(shè)計(jì)和采購等，擁有西雅圖城市大學(xué)電信學(xué)士學(xué)位。

    石油管道和煉油廠的地理位置給運(yùn)營商帶來了挑戰(zhàn)：如何保持系統(tǒng)的高效運(yùn)營和有效維護(hù)。在美國，大部分的煉油廠都位于墨西哥灣沿岸，設(shè)備需要承受高溫、高濕度、暴風(fēng)雨和颶風(fēng)。在這些環(huán)境條件下，煉油廠的設(shè)備和輸油管道除了正常工作條件外，還要承受很大的壓力。對(duì)于負(fù)責(zé)保證設(shè)備正常運(yùn)行的技術(shù)人員來說，能夠獲取準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)非常寶貴。

    技術(shù)人員從車間獲得的信息越多越詳細(xì)，就可以越準(zhǔn)確地作出預(yù)防性維護(hù)的決策。例如，如果技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測到鍋爐的日常運(yùn)行時(shí)間、壓力水平和排汽溫度，那么就可以在設(shè)備發(fā)生故障之前立即確定問題并加以修復(fù)。如果能夠獲得歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，那么技術(shù)人員就可以知道自從上一次維護(hù)檢查后單元運(yùn)行的周期次數(shù)，從而確定是否需要立即維修還是要等到下一次計(jì)劃停工檢修期再說。

    工業(yè)無線技術(shù)帶來的優(yōu)勢

    對(duì)于所有的加工制造業(yè)來說，保證正常工作時(shí)間對(duì)于企業(yè)的成功都是至關(guān)重要的，石油和天然氣及烴加工廠也是如此。煉廠中可以采用以下三種方式來監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備和輸送管道：使用無線變送器、使用有線網(wǎng)絡(luò)或者采用人工檢查的方式。

    然而，由于很多管道處于嚴(yán)酷的環(huán)境條件和地理地帶，并且覆蓋了廣大的地域，因此采用人工或有線網(wǎng)絡(luò)的方式來監(jiān)控這些基礎(chǔ)設(shè)施既不太可能，也成本昂貴。精煉廠也是這種情況。即使煉廠的地理位置有利于制造工業(yè)，但是其工作環(huán)境也會(huì)為有線和人工監(jiān)控帶來困難。

    這正是工業(yè)無線技術(shù)的用武之地，因?yàn)槠潇`活性和移動(dòng)性可用來遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)工廠中的設(shè)備。對(duì)于輸油管道也是如此。工業(yè)無線技術(shù)可以在整個(gè)管道范圍內(nèi)使用，也可以只在某個(gè)特定的部分使用。

    工業(yè)無線技術(shù)還可以用于有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中以提高安全性。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的有線方案需要持續(xù)供電才能工作，因此會(huì)有產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)，而工業(yè)無線技術(shù)使用的則是電池或太陽能。與有線方案相比，無線網(wǎng)絡(luò)避免了購買和安裝有線架構(gòu)的成本，因此更加經(jīng)濟(jì)。無線網(wǎng)絡(luò)還提供了即插即用的配置，與數(shù)英里的布線方式相比，極大地簡化了安裝過程。

    選擇工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)

    對(duì)于所有工業(yè)應(yīng)用來說，安裝無線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和策略都是一樣的。所不同的地方可能在于無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。無線方案的架構(gòu)可以是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)也可以是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以是小型網(wǎng)絡(luò)也可以是多點(diǎn)的大型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。具體采用何種網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)當(dāng)取決于應(yīng)用的場合。工業(yè)無線技術(shù)的總體用途可以分為三大類：安全性、可靠性和效率，對(duì)于石油和天然氣及乙烯加工煉廠來說，這些因素是很關(guān)鍵的。

    評(píng)估無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要考慮的關(guān)鍵因素有：

    無線網(wǎng)絡(luò)是否工作在一個(gè)復(fù)雜的無線頻率環(huán)境中？

    無線網(wǎng)絡(luò)能否具備支持多種刷新速度進(jìn)行無線傳輸?shù)哪芰Γ?br />
    無線變送器的電池壽命是否滿足長時(shí)間供電的要求？

    是否需要在整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)安全性？

    是否具有擴(kuò)展性，以滿足未來使用需要及支持多種無線應(yīng)用來擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃？

    應(yīng)當(dāng)在審核階段一開始就考慮這些問題，從而保證選擇適當(dāng)?shù)臒o線技術(shù)，以滿足當(dāng)前和未來應(yīng)用的需求。
                      
    霍尼韋爾過程解決方案的OneWireless網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)記，無線技術(shù)不僅僅限于過程數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)控，尤其是當(dāng)你評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的未來應(yīng)用時(shí)，在決定無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)如何隨著業(yè)務(wù)而擴(kuò)展，并支持多種應(yīng)用時(shí)，這是一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵因素。

    例如，如果在一開始沒有對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)啟用高質(zhì)量的服務(wù)，那么擴(kuò)展更多的無線應(yīng)用，如應(yīng)對(duì)緊急事故時(shí)，就可能造成網(wǎng)絡(luò)的超負(fù)荷。由于網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬不足以支持來自過程數(shù)據(jù)采集無線設(shè)備（無線變送器）和緊急事件監(jiān)測無線設(shè)備的通訊傳輸，因此就會(huì)發(fā)生上述情況。所以考慮在什么地方安裝無線網(wǎng)絡(luò)是很重要的。

    如果網(wǎng)絡(luò)將要運(yùn)行在復(fù)雜的無線頻率環(huán)境下，那么就應(yīng)當(dāng)確定合適的無線架構(gòu)以降低風(fēng)險(xiǎn)。如果需要在以后添加新的無線應(yīng)用，那么網(wǎng)絡(luò)能夠支持各種多快刷新速度的傳輸而不會(huì)犧牲電池電量就非常關(guān)鍵。例如，如果網(wǎng)絡(luò)僅支持高速傳輸，那么以較快的數(shù)據(jù)刷新速度就會(huì)縮短無線變送器的電池壽命并占用無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬。反過來，較低速度的網(wǎng)絡(luò)可能無法為更關(guān)鍵的應(yīng)用提供滿足實(shí)時(shí)性要求的數(shù)據(jù)。

    整個(gè)工廠中可能會(huì)遍布數(shù)百個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)，因此具有足夠的帶寬將可以保證無線網(wǎng)絡(luò)的工作效率，此外還能保證無線變送器最大限度地利用電池能量。由于可能需要更換遍布整個(gè)工廠的數(shù)百個(gè)測點(diǎn)中的電池，因此無線變送器電池的壽命是制造商普遍關(guān)注的問題。

    不管怎樣，相比較減少布線帶來的成本節(jié)約，更換電池的費(fèi)用并不高昂。評(píng)估無線解決方案時(shí)，很多廠商提供的都是極低刷新速度下的電池壽命。了解到這一點(diǎn)后，您就應(yīng)當(dāng)選擇自己所需的刷新速度并詢問在該刷新速度下的電池壽命。業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)刷新速度通常為3至5秒。

    下一步是要保證無線網(wǎng)絡(luò)的安全。為了防止惡意侵犯并保護(hù)員工、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和市場占有率，安全性是必不可少的。無線網(wǎng)絡(luò)中的安全防護(hù)措施應(yīng)當(dāng)易于部署、維護(hù)簡便、并且能夠提供多層保護(hù)。采用分層的安全措施可以防止多種風(fēng)險(xiǎn)，例如：? 位于工廠之外的被動(dòng)式監(jiān)聽器可以讀取和訪問數(shù)據(jù)。為了降低這種危險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)當(dāng)采用機(jī)密性和加密的消息傳輸。

    主動(dòng)式監(jiān)聽器可以截獲一個(gè)正確的消息然后再發(fā)送一個(gè)錯(cuò)誤的消息、更改真實(shí)的消息或者重放過去的消息。為了避免這種情況，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)采用消息完整性和重放保護(hù)機(jī)制，包括時(shí)間標(biāo)簽、循環(huán)碼校驗(yàn)和其他消息標(biāo)記。

    帶病毒的設(shè)備可能會(huì)取代合法的無線變送器并不斷地向系統(tǒng)發(fā)送錯(cuò)誤消息。為了降低這種風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)采取來源認(rèn)證措施。

    采用拒絕服務(wù)式攻擊（DoS）的攻擊者將用大量的錯(cuò)誤消息轟炸系統(tǒng)，使正確的消息無法通過網(wǎng)絡(luò)，從而在事實(shí)上中斷所有通過無線訪問點(diǎn)的無線通訊。安全的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)采用認(rèn)證、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、冗余路徑等組合方式來抵抗拒絕服務(wù)式攻擊，并通過高性能的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來減輕這種效應(yīng)。

    確定無線網(wǎng)絡(luò)的安全措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到工廠和管道的位置、因安全破壞造成的潛在危害以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)關(guān)鍵程度。對(duì)于要求高度安全性的網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供強(qiáng)大的加密、完整的認(rèn)證以及分層的保護(hù)。系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)提供端到端的數(shù)據(jù)加密，這意味著數(shù)據(jù)在到達(dá)有線網(wǎng)絡(luò)之前始終是加密的。

    正確地選擇無線網(wǎng)絡(luò)需要考慮到網(wǎng)絡(luò)的工作環(huán)境、可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬、無線變送器的刷新速度和電池壽命以及安全要求。

    罐區(qū)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控

    Reliance Industries（RIL）是印度能源和材料市場上最大的私營公司。當(dāng)需要從原油罐區(qū)最遠(yuǎn)端獲得可靠的儲(chǔ)油罐液位和溫度讀數(shù)時(shí)，該公司遇到了困難。RIL公司現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)位于工廠內(nèi)部，距離很遠(yuǎn)，給技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和布線帶來困難。

    針對(duì)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集監(jiān)控的挑戰(zhàn)，RIL認(rèn)為無線網(wǎng)絡(luò)可以帶來最大的優(yōu)勢。該公司選擇了無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)檫@種網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更廣的區(qū)域，并且在某個(gè)無線節(jié)點(diǎn)故障的情況下可以提供系統(tǒng)的故障切換。

    通過從有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到無線網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控遠(yuǎn)程原油罐區(qū)，RIL公司節(jié)約了儀表電纜、人工和維護(hù)的成本。應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)后，RIL公司消除了不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，避免了不正確的容量使用和潛在的貿(mào)易結(jié)算偏差。

    開放的標(biāo)準(zhǔn)

    大多數(shù)的無線技術(shù)都采用了開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這保證了網(wǎng)絡(luò)可以與各種新、舊應(yīng)用一起運(yùn)行。目前存在著多種標(biāo)準(zhǔn)有線開放接口協(xié)議，例如Modbus、OPC、HART、Foundation Fieldbus、Profibus和以太網(wǎng)等。在實(shí)踐中，無線網(wǎng)絡(luò)使用的協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)沒有影響。相反，重要的是應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證開發(fā)的無線網(wǎng)絡(luò)支持開放協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
   
    基于開放協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)可以允許系統(tǒng)連接到工廠中還在使用的多種固有應(yīng)用的和新的應(yīng)用。這樣網(wǎng)絡(luò)就可以為整個(gè)工廠提供服務(wù)，而不僅僅局限于某個(gè)部門。可以使無線網(wǎng)絡(luò)支持多種應(yīng)用。了解無線網(wǎng)絡(luò)未來可能的多種應(yīng)用，有助于確定應(yīng)用所需的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備的類型。

    無線技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

    無線技術(shù)在煉油廠和乙烯加工工業(yè)中的用途非常廣泛，包括壓力、腐蝕、溫度和氣體排放監(jiān)控、儲(chǔ)油罐液位管理、預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃、資產(chǎn)管理和員工跟蹤，并且可以實(shí)現(xiàn)雙向通訊。通過Repsol YPF公司的例子我們可以了解到無線技術(shù)在監(jiān)控石油管道內(nèi)部壓力方面起到的關(guān)鍵作用。該公司完成了阿根廷科羅拉多河的水下管道交叉，其中包括河下的一條石油管道、兩條天然氣管道和一條585米的溝渠，將Medoza Head和Neuquen Head油田連接起來。

    政府的規(guī)范要求對(duì)管道進(jìn)行正確的監(jiān)控，以避免石油因管道破裂涌入河中。為了確保管道的安全性，避免對(duì)環(huán)境造成破壞，Repsol公司決定對(duì)管道的壓力進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)集成到監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)中。

    為了給監(jiān)控系統(tǒng)傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，Repsol公司對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)均作了評(píng)估。該公司認(rèn)為使用無線技術(shù)來連接Medoza Head和Neuquen Head可以更好地節(jié)約成本。Repsol公司在兩個(gè)管道接頭處均安裝了無線壓力變送器，并在Neuquen Head采用已有的遠(yuǎn)程終端單元將數(shù)據(jù)發(fā)送到SCADA系統(tǒng)。

    通過安裝無線網(wǎng)絡(luò)，Repsol公司不但節(jié)約了成本，而且還消除了接線、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等過程中的數(shù)據(jù)傳輸故障。

    安裝一個(gè)或多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)

    Repsol公司決定只安裝一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這與該公司需要解決的問題完全吻合。該公司認(rèn)為目前無線網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)用途，即監(jiān)測管道的壓力。確定了無線網(wǎng)絡(luò)僅用于單一應(yīng)用后，Repsol公司認(rèn)為沒有必要安裝多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)或者更大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

    單一架構(gòu)、支持多種無線應(yīng)用的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠?yàn)橛脩籼峁└蟮撵`活性，既可以支持控制層次的應(yīng)用，也可以支持設(shè)備層次的應(yīng)用，能夠與無線變送器和Wi-Fi無線設(shè)備進(jìn)行無線通訊。這種無線網(wǎng)絡(luò)基本上是DCS控制網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和延伸。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將依賴W-VLAN技術(shù)來創(chuàng)建一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，用于人機(jī)交互界面過程顯示和移動(dòng)操作的全面應(yīng)用。

    單一架構(gòu)、支持多種無線應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)在車間層次上更加容易維護(hù)和監(jiān)控。它們采用了高速通訊的主干無線網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，這樣無線設(shè)備就可以無線回傳，從而減少了現(xiàn)場設(shè)備和控制器之間的等待時(shí)間，并延長了無線設(shè)備的電池壽命。

    采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的時(shí)機(jī)和方式網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是最全面的工業(yè)無線解決方案，但是不一定適合所有的部署。此外，適當(dāng)?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取決于網(wǎng)絡(luò)的用途。

    無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以有效地利用工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）無線通訊頻段來提供傳輸冗余性，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｓ捎谑褂肐SM頻段的通訊設(shè)備必須能夠耐受來自其他ISM設(shè)備的干擾，因此這些頻段通常用于未獲許可的操作。例如，美國的ISM頻段是由聯(lián)邦通訊委員會(huì)管理的。

    為了減少有限的ISM頻段中的信號(hào)干擾，高效率的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將采用跳頻擴(kuò)譜（FHSS）技術(shù)。這種技術(shù)將數(shù)據(jù)信號(hào)與載波信號(hào)調(diào)制，并在很寬的頻段內(nèi)周期性地進(jìn)行頻率跳躍。通過中繼程序后，無線數(shù)據(jù)包會(huì)找到通往目的地址的路徑，并通過具有可靠通信連接的中間節(jié)點(diǎn)。

    當(dāng)發(fā)生因貨車撞到節(jié)點(diǎn)等事故而引起網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)還具有自我恢復(fù)的能力。信號(hào)的傳輸路徑將被重新安排，繞過受損的節(jié)點(diǎn)而通過其他節(jié)點(diǎn)，從而保證流程數(shù)據(jù)等關(guān)鍵信息的發(fā)送。

    一般來說，有兩種類型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：傳感器類型和干線類型。傳感器網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用一系列傳感器，在本地區(qū)域相互通訊。

    干線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)則帶有供電的節(jié)點(diǎn)，可以在更遠(yuǎn)的距離上相互通訊，將工廠的各個(gè)部分連接起來。這些節(jié)點(diǎn)使數(shù)千個(gè)設(shè)備（從現(xiàn)場儀表、移動(dòng)員工設(shè)備到語音和視頻通訊）能夠在單一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中共存。制造商通常會(huì)出于兩個(gè)主要原因決定采用多功能的干線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。首先，可以基于需要監(jiān)控的點(diǎn)的數(shù)量以及這些點(diǎn)的地理分布作出決定。工廠車間中需要監(jiān)控的區(qū)域越多，安裝無線干線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)就越經(jīng)濟(jì)。其次，一些公司對(duì)可靠的通訊以及可預(yù)測的電池壽命及數(shù)據(jù)刷新速度非常看重。干線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)利用了通過供電節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢，可以使無線變送器節(jié)約電池能量并提供靈活的數(shù)據(jù)刷新速度。

    無線技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用

    哥倫比亞的Ho c o l公司是一家勘探和生產(chǎn)公司，該公司希望提高自己四個(gè)生產(chǎn)油田中三個(gè)油田的生產(chǎn)效率。油田位于Magdalena谷，該谷地從Huila的安第斯山脈最下端一直穿過Tatacoa沙漠并通過白雪覆蓋的Nevado del Tolima山，有些地方屬于世界上地理和環(huán)境上最具挑戰(zhàn)性的地點(diǎn)。

    為了提高油田的生產(chǎn)率，Hocol公司認(rèn)識(shí)到必須延長設(shè)備的正常工作時(shí)間并提高工人的安全保障。公司確定了要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，必須通過以下途徑：

    改善生產(chǎn)油井的可監(jiān)控水平，這樣才能及時(shí)、有效地作出生產(chǎn)決策，從而改善操作員的效率。

    減少操作人員的日常輪班次數(shù)，從而減少上下班的往返時(shí)間。

    消除日常油井監(jiān)控班次，使操作人員可以關(guān)注于能夠提高生產(chǎn)的活動(dòng)。

    增加遠(yuǎn)程監(jiān)控石油和天然氣生產(chǎn)活動(dòng)的能力。

    要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，Hocol公司認(rèn)為，該公司的36個(gè)油井平臺(tái)上的110個(gè)油井只實(shí)現(xiàn)了四分之一的生產(chǎn)能力。為了改善物料向生產(chǎn)設(shè)施的配送，需要以下系統(tǒng)的信息互聯(lián)和共享：

    每個(gè)井臺(tái)的SCADA。

    ESP/VSD制造商等遠(yuǎn)程用戶的SCADA，這樣這些制造商就可以按照性能合同獲得最佳生產(chǎn)配置點(diǎn)。

    主管道泵站的SCADA。

    與生產(chǎn)設(shè)施控制系統(tǒng)的信息交換。

    與工藝水處理廠的SCADA。

    為了使這些不同系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行通訊，油井應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)可編程邏輯控制器（PLC），采用無線方式與現(xiàn)場無線變送器無線通訊，并且對(duì)于單獨(dú)的油井采用與變速驅(qū)動(dòng)器的硬連線接口。

    考慮到該地區(qū)的地形布局和植被不適合長距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多點(diǎn)通訊，Hocol公司決定采用衛(wèi)星通訊從PLC獲取井臺(tái)信息。

    采用P LC與衛(wèi)星技術(shù)連接的現(xiàn)場變送器進(jìn)行無線通訊為公司提供了靈活性，可以添加、刪除油井或改變油井的生產(chǎn)方法，以及其他控制優(yōu)勢。在井臺(tái)的生產(chǎn)通過一個(gè)主機(jī)冗余控制器（PLC）進(jìn)行控制。

    在每個(gè)井口，Hocol公司都采用無線現(xiàn)場變送器將過程數(shù)據(jù)采集到PLC。然后這一信息被傳輸?shù)缴a(chǎn)中心，在那里對(duì)油井進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。由于無線解決方案具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，因此主要生產(chǎn)油井可以實(shí)時(shí)提升油井的生產(chǎn)水平。此外，為了保證井臺(tái)與生產(chǎn)中心的雙向傳輸交換的交互性，Hocol公司還在一些井臺(tái)上安裝了Modbus網(wǎng)關(guān)。

    下面以Hocol公司的哥倫比亞油井為例說明該公司采用無線技術(shù)獲得的成功。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控之前，油井的產(chǎn)量為每天86桶，其中含有50%的水分，也就是每天大約生產(chǎn)43桶原油。采用遠(yuǎn)程監(jiān)控后，通過關(guān)井測試分析，發(fā)現(xiàn)了井壓力下降的原因。采取糾正措施后，哥倫比亞油井的產(chǎn)量提高了1700%，從每天40桶原油達(dá)到了每天750桶原油。

    長期的投資

    采用工業(yè)無線技術(shù)是一項(xiàng)長期的投資，帶來的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)不止是提高工廠效率，并且還面向未來的業(yè)務(wù)增長和效率。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)能夠隨著業(yè)務(wù)而成長和擴(kuò)展，因此必須考慮到從安裝到支持未來需要的總體成本。有線網(wǎng)絡(luò)之間是很容易共存的，但是無線網(wǎng)絡(luò)則共享著一片有限的物理空間。網(wǎng)絡(luò)的未來擴(kuò)展是不可避免的，如果不考慮到這一點(diǎn)，那么以后添加新的無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)就會(huì)造成沖突。

    無線技術(shù)帶來的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)不止是避免布線的成本，還包含對(duì)以前難以采集數(shù)據(jù)的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問以及提高員工效率和安全性等。工廠可以在無線變送器和控制系統(tǒng)之間提供無線連接，以便連接到遠(yuǎn)程控制器和I/O設(shè)備。此外工廠還能從可靠性相關(guān)的應(yīng)用中獲益，例如旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測、安全設(shè)備、移動(dòng)操作站、訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的手持終端和無線視頻等。

摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第七期