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概述

    對(duì)于工廠的生產(chǎn)過程、實(shí)物資產(chǎn)和整體的操作，如果您的了解越全面，生意會(huì)越安全，獲得的利潤(rùn)也就會(huì)越多。

    正如任何工廠的經(jīng)理、工程師、操作人員或者維修工人都會(huì)告訴您的， 更多(更好)的信息意味著更多的機(jī)會(huì)，來降低操作成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)能力以及可用性。

    不僅如此，時(shí)至今日，當(dāng)許許多多的設(shè)施建立起來之后，都會(huì)有新的環(huán)境以至安全方面的要求隨之建立。 與此同時(shí)，工廠總是盡力爭(zhēng)取獲得測(cè)量和診斷信息，以便更容易符合要求。

    那么，為什么還是有些工廠不“達(dá)標(biāo)”呢?

    我們常常看到的是，要增加一處新的測(cè)量點(diǎn)，其成本或者難度常比預(yù)期的利潤(rùn)還要高。 要利用傳統(tǒng)的“有線”技術(shù)將測(cè)量點(diǎn)跟控制系統(tǒng)之間進(jìn)行連接，由于其距離或復(fù)雜性等原因，會(huì)使成本大大提高而在實(shí)踐上難以施行。

     無線技術(shù)將傳統(tǒng)有線現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)方案所遭遇的障礙清除殆盡。要獲取所需要的數(shù)據(jù)變得前所未有地輕而易舉， 而在此之前，無論從經(jīng)濟(jì)上或是從技術(shù)上這都是難以企及的。

    安裝成本的低廉僅僅是好處的一部分。 更重要的是利用您獲得這些額外的信息可以做些什么。 無線技術(shù)讓處于移動(dòng)狀態(tài)的工作人員從遠(yuǎn)處就可以獲得所需要的信息，使他們可以更加有效地進(jìn)行工作。

    這就是為什么有越來越多的工廠轉(zhuǎn)向無線方案的原因。

    本課程從經(jīng)濟(jì)學(xué)方面扼要介紹無線技術(shù)的應(yīng)用帶來的好處，并舉若干實(shí)例說明它如何幫助您改進(jìn)操作。

    在課程結(jié)尾處，您將看到一個(gè)簡(jiǎn)短的測(cè)驗(yàn)，幫助您確認(rèn)您已經(jīng)學(xué)到了哪些知識(shí)――并以此獲得寶貴的獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)數(shù)。 

提示

     在您閱讀本課程內(nèi)容的同時(shí)，請(qǐng)別忘了留意下面這些問題的答案：
 
     比較添加有線和無線測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)成本，結(jié)果如何？
 
     添加無線測(cè)量點(diǎn)如何提高操作人員的生產(chǎn)效率？
 
     從維修車間里可以通過無線方式檢查哪些設(shè)備信息？
 
     如何使用無線技術(shù)從工廠的另一側(cè)――或者國(guó)內(nèi)的另外一個(gè)地方――來檢測(cè)庫(kù)存量？
 
     無線技術(shù)如何增進(jìn)操作維修的效率？

下一節(jié)： 減少障礙

    減少障礙

    要選用無線而不是有線現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)有很多原因，但是最大的原因在于安裝成本。假如干脆不用或者大大地減少使用現(xiàn)場(chǎng)接線，則意味著在安裝調(diào)試的接線和人工投入方面會(huì)有可觀的節(jié)省。

    估計(jì)的結(jié)果可能會(huì)有所差別。但是當(dāng)您開始對(duì)測(cè)量點(diǎn)安裝的前期成本進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，――包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝和啟動(dòng)，以及典型的有線模擬測(cè)量點(diǎn)需要的配套基礎(chǔ)設(shè)施――您會(huì)發(fā)現(xiàn)所有這些成本加起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了測(cè)量設(shè)備本身。 

    假如有線系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)設(shè)施――電纜槽、接線箱、接線板、機(jī)房等等――容量不足需要擴(kuò)展以便容納更多測(cè)量點(diǎn)的時(shí)候，成本可能會(huì)更高。 對(duì)于自動(dòng)化設(shè)施，例如I/O 接口板，控制器和軟件許可等等，所需成本也是同樣的情況。

    與此相比，要增加一個(gè)智能的無線測(cè)量點(diǎn)所需要的成本僅僅只有有線模式的很小一部分。

    這就極大地降低了經(jīng)濟(jì)方面的障礙。 過去因成本高昂而不能采集的信息，如今已經(jīng)唾手可得，使您的操作大大改善。
 



 

    通過降低添加測(cè)量點(diǎn)的成本，成本效益提高，有線技術(shù)使得改善操作的障礙也降低了。

    利用稱作“自組織網(wǎng)絡(luò)”的無線技術(shù)，可以進(jìn)一步降低障礙。同其他無線技術(shù)相比，這些網(wǎng)絡(luò)在安裝和擴(kuò)展方面甚至更加容易。只要每個(gè)新增加的無線設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)中的任何其他設(shè)備的范圍之內(nèi)，一旦安裝完成，即會(huì)自行加入網(wǎng)絡(luò)。 （要了解關(guān)于這個(gè)題目的更多內(nèi)容，請(qǐng)參閱課程“自組織網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與安裝”）

下一節(jié)：操作人員的效率

操作人員的效率

    絕大多數(shù)工廠都在從幾百個(gè)――如果沒有上千個(gè)的話――獨(dú)立安裝的測(cè)量點(diǎn)處采集數(shù)據(jù)。 所有這些工作均由人工完成，操作人員攜帶記錄簿進(jìn)行巡視，以每小時(shí)、每班、每天或者每周一次的頻率檢查儀表、觀察鏡、圖表記錄儀或者其他各種指示器。

    操作人員花費(fèi)大量時(shí)間來收集這些數(shù)據(jù)，收集地點(diǎn)經(jīng)常偏僻而且危險(xiǎn)。 這項(xiàng)工作非常枯燥，常常產(chǎn)生差錯(cuò)或者漏掉讀數(shù)。而且，他們用在收集數(shù)據(jù)上耗費(fèi)的時(shí)間越多，用于分析并應(yīng)用數(shù)據(jù)改進(jìn)操作的時(shí)間也就越少。
 
    現(xiàn)在我們來想象一下用無線技術(shù)代替記錄薄，將那些數(shù)據(jù)取回控制室。由于增加無線設(shè)備的成本相對(duì)低廉，對(duì)那些成百上千的測(cè)量點(diǎn)中大部分采取無線方案便成為一種可行的方式。  
      
 
無線技術(shù)可以減少操作人員手動(dòng)采集數(shù)據(jù)的需要。

    由于無線設(shè)備可以以一定的頻率間隔自動(dòng)采集并發(fā)送信息，您可以獲得更準(zhǔn)確、更及時(shí)的對(duì)于工廠內(nèi)正在發(fā)生的事件的描述，而您的操作人員則可以更少地暴露在危險(xiǎn)環(huán)境中，將更多的時(shí)間放在更有價(jià)值的工作上。 
利用無線過程控制網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員還可以使用便攜式無線設(shè)備――例如筆記本電腦――無需返回控制室即可訪問關(guān)鍵過程和控制信息、歷史數(shù)據(jù)以及其他功能信息。
 
   所有這些都會(huì)賦予您的操作人員強(qiáng)大的能力，使他們的工作更加有效。

下一節(jié)：維護(hù)保養(yǎng)的效率

維護(hù)保養(yǎng)的效率

    有些信息您的維修技師只能手動(dòng)收集，或者您根本不能收集到，但是無線技術(shù)可以滿足您的要求。

    如今的工程現(xiàn)場(chǎng)有成百萬的基于HART的智能設(shè)備，具有程度不等的診斷功能。 不幸的是，許多工廠都沒有在控制室里接收HART數(shù)據(jù)的設(shè)施。 由于這些設(shè)備中只有一部分處于數(shù)字化監(jiān)控狀態(tài)，在現(xiàn)有的工廠中訪問“擱淺”的診斷信息潛力十分巨大。

     現(xiàn)有的有線式智能設(shè)備可以利用無線適配器進(jìn)行升級(jí)，將診斷信息發(fā)送回控制室或者維修車間，由合適的工作人員據(jù)此采取恰當(dāng)?shù)谋匾胧＿^程控制信號(hào)繼續(xù)通過有線連接進(jìn)行發(fā)送，但是診斷數(shù)據(jù)同時(shí)以無線方式進(jìn)行傳送以作為資產(chǎn)管理之用。

    這種額外的信息為維修保養(yǎng)效率的提高提供了方便的途徑。

    例如，當(dāng)操作人員認(rèn)為某個(gè)設(shè)備的指示值不正常時(shí)，維修人員常常需要親臨現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查。 經(jīng)常發(fā)生這樣的情況，維修人員白白地跑了一趟卻發(fā)現(xiàn)沒有問題，或者問題發(fā)生在另外的環(huán)節(jié)上。

    我們來計(jì)算一下到現(xiàn)場(chǎng)工作所花費(fèi)的時(shí)間，先到設(shè)備地點(diǎn)來檢查它們的狀況，然后返回維修車間，把設(shè)備修好――好了，您已經(jīng)看到這要花多少時(shí)間了，而且，如果設(shè)備碰巧處于危險(xiǎn)區(qū)域，維修技師還得穿上防護(hù)用具，那么時(shí)間可能更長(zhǎng)，安全風(fēng)險(xiǎn)也增加了。

    然而，利用無線方式訪問HART數(shù)據(jù)，維修人員可以無需離開控制室或者維修車間而對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行快速方便的檢查，或進(jìn)行診斷。 具有先進(jìn)診斷功能的設(shè)備可以讓您在潛在的問題發(fā)生之前探知它們的存在，并在它們影響運(yùn)行操作之前采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。

    當(dāng)維修人員離開工廠時(shí)，無線過程控制網(wǎng)絡(luò)可以使他們遠(yuǎn)距離訪問資產(chǎn)管理系統(tǒng)以進(jìn)行“現(xiàn)場(chǎng)”診斷，獲取設(shè)備信息，并通過移動(dòng)效率軟件進(jìn)行即時(shí)跟蹤，報(bào)告有關(guān)檢查、試驗(yàn)、維護(hù)和修理的情況――而無論他們身在何處。
 
下一節(jié)：庫(kù)存監(jiān)控

庫(kù)存監(jiān)控

    我們?cè)谇懊婷枋隽巳绾瓮ㄟ^增加無線測(cè)量點(diǎn)來減少手動(dòng)數(shù)據(jù)收集，提高生產(chǎn)效率的問題。那么假如測(cè)量點(diǎn)位于工廠里很遠(yuǎn)的一側(cè)――或者幾百公里之外呢，無線裝置可以帶來的好處究竟有多大？

     儲(chǔ)存罐區(qū)和其他偏僻地區(qū)的儲(chǔ)存設(shè)施常常處于這種情況。除非剛剛有操作人員或者運(yùn)貨司機(jī)到過那里，否則您常常對(duì)每個(gè)儲(chǔ)存罐中到底還有多少存貨不得而知。 假如出乎意料之外，在訪問間隔之內(nèi)用量過大，則可能會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)存貨物的液位降低到危險(xiǎn)程度――或者更糟，干脆斷貨。另一種變通辦法是，在每個(gè)罐內(nèi)另外保持一個(gè)“安全儲(chǔ)備”，將部分存貨常備而不用。

    通過無線方式監(jiān)控儲(chǔ)罐液位可以幫助您避免這兩種麻煩。 在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)收集測(cè)量數(shù)據(jù)，然后通過無線方式發(fā)送到最近處的移動(dòng)電話發(fā)射塔，然后再通過電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到您的工廠――或者任何其他需要的地方。

    除了可以對(duì)存貨液位有一個(gè)持續(xù)的最新的了解之外，您還可以減少訪問次數(shù)，與此相關(guān)的交通費(fèi)用也就隨之減少了。

下一節(jié): 符合環(huán)境法規(guī)

    符合環(huán)境法規(guī)

    增加無線監(jiān)控的測(cè)量點(diǎn)不但非常經(jīng)濟(jì)，而且有助于保護(hù)環(huán)境。

    例如，對(duì)于管道的流量壓力測(cè)量可以幫助探測(cè)泄漏――這些泄漏會(huì)導(dǎo)致難以預(yù)料的噴射――并且迅速確定泄漏的位置以便您可以在事故引發(fā)之前即可采取適當(dāng)?shù)拇胧?

    自動(dòng)化監(jiān)控還可以減少環(huán)境保護(hù)的報(bào)告和審計(jì)成本。因?yàn)橥ㄟ^監(jiān)控，您對(duì)所有的必要信息都已經(jīng)了如指掌。

    以溢流閥監(jiān)控為例。 這些溢流閥安裝的地方，通常安裝有線設(shè)備時(shí)則成本高昂，或根本難以施行，所以操作人員不得不對(duì)每一只溢流閥進(jìn)行定期檢查。 當(dāng)他在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)平常套在閥上的蓋子脫落的時(shí)候，他會(huì)報(bào)告說，這只閥已經(jīng)被啟動(dòng)溢流，或者說，已經(jīng)發(fā)生過噴射事故。 

    問題是您根本無從得知噴射事故發(fā)生的確切時(shí)間、多長(zhǎng)時(shí)間或者漏泄量有多大，――只知道它發(fā)生在上次操作人員巡視之后的某個(gè)時(shí)間。調(diào)查員對(duì)事故進(jìn)行審核，不管發(fā)生的時(shí)間具體多長(zhǎng)，即使僅僅發(fā)生在操作人員檢查的數(shù)分鐘之前，他也可能會(huì)按照從上次檢查以來的整個(gè)時(shí)期進(jìn)行罰款。

     要避免這種狀況的發(fā)生，您可以在溢流閥旁邊安裝一只無線測(cè)量發(fā)送器，將信息發(fā)送到控制室的歷史數(shù)據(jù)記錄器，這樣，您就有了一個(gè)確切記錄的證據(jù)，表明噴發(fā)事故何時(shí)發(fā)生，又持續(xù)了多長(zhǎng)時(shí)間。

  下一節(jié)：創(chuàng)造無線技術(shù)的應(yīng)用機(jī)會(huì)

   創(chuàng)造無線技術(shù)的應(yīng)用機(jī)會(huì)

    我們僅僅討論了關(guān)于無線技術(shù)在改進(jìn)工廠和過程操作方面的幾個(gè)例子。但是無線技術(shù)的應(yīng)用可能性幾乎是無限的。從過程控制、設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、資產(chǎn)管理、設(shè)備診斷、能量監(jiān)控/管理一直到資產(chǎn)追蹤、提高移動(dòng)工作人員的生產(chǎn)效率以及安全方面的應(yīng)用等等，無線技術(shù)都能大顯身手。

    所有需要您費(fèi)神的問題是，您希望對(duì)某些地方進(jìn)行測(cè)量、管理、控制或者追蹤，但是不能確定是否應(yīng)該進(jìn)行投資。現(xiàn)在您投資的機(jī)會(huì)來了。
那么現(xiàn)在，其他的無線技術(shù)應(yīng)用者都在創(chuàng)造哪些應(yīng)用機(jī)會(huì)呢？
 
     探測(cè)蒸汽管道內(nèi)冷凝水聚積狀況。有一種很常見的現(xiàn)象，冷凝水沿著蒸汽管道在各種不同的位置聚集，產(chǎn)生潛在的“水擊”效應(yīng)，可能對(duì)管道或下游設(shè)備造成損害。 但是，您可以通過在不同的地點(diǎn)沿著管道安置無線溫度傳感器，觀察溫度的變化率，并以此判斷冷凝水的集結(jié)情況，然后在損壞發(fā)生之前采取行動(dòng)。 
 
    監(jiān)控濾器於堵情況。 濾器用于收集管道內(nèi)部的微粒雜質(zhì)，隨著時(shí)間的增加可能發(fā)生堵塞。 現(xiàn)在操作人員可以不再需要定期手動(dòng)檢查濾器的情況了。安裝一個(gè)無線傳感器，測(cè)量濾器兩邊的壓差，然后將信息發(fā)送回控制室――這樣，操作人員在進(jìn)行判斷之后僅在必要時(shí)對(duì)濾器進(jìn)行清潔即可。
 
對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)風(fēng)扇、馬達(dá)和泵等過程工廠設(shè)備的典型維修程序，要求技術(shù)人員定期采集振動(dòng)以及其他方面的機(jī)器健康信息，頻率例如 每月一次。數(shù)據(jù)收集的時(shí)間間隔越長(zhǎng)，發(fā)生不可預(yù)料的變化的危險(xiǎn)甚至設(shè)備故障失靈的可能性就越大。 另一方面，只要利用無線振動(dòng)和溫度傳感器，您就可以得到反映不規(guī)則變化的即時(shí)信息， 幫助防止非計(jì)劃停車事故。
 

任何溫度、壓力、液位、流量或分析數(shù)據(jù)的測(cè)量都構(gòu)成應(yīng)用的可能性。雖然一反傳統(tǒng)但是很有價(jià)值的應(yīng)用包括：監(jiān)控管道腐蝕狀況以幫助預(yù)測(cè)泄漏可能發(fā)生的位置，或者馬達(dá)工作時(shí)的電流大小以優(yōu)化其耗能狀況。

下一節(jié): 總結(jié)

總結(jié)

在本課程中您已經(jīng)學(xué)到， 利用無線技術(shù)可以減少獲取附加信息的成本障礙， 這些信息可以讓您降低成本，解決問題并且對(duì)操作進(jìn)行改進(jìn)。其中的重點(diǎn)知識(shí)包括…
 
無線技術(shù)不僅可以避免鋪設(shè)電纜的成本，而且可以消除相關(guān)的費(fèi)用，例如設(shè)計(jì)、安裝、試運(yùn)行以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施等等。
 
數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化可以解除需要耗費(fèi)大量勞力、極易發(fā)生錯(cuò)誤的手動(dòng)信息采集方式。
 
來自于現(xiàn)有的HART設(shè)備的診斷信息，也可以通過無線方式進(jìn)行收集，以增加維修保養(yǎng)的效率并提前探知潛在問題。
 

 遠(yuǎn)距離庫(kù)存監(jiān)控，更加便利地符合環(huán)保法規(guī)及更好的記錄方式，這些功能僅僅是潛在應(yīng)用中的數(shù)種而已。 為什么要采用無線技術(shù)？這些應(yīng)用就是最好的回答。

下一節(jié): 測(cè)驗(yàn)

測(cè)驗(yàn)

下列問題可以幫助您回顧您在本課程中學(xué)到的知識(shí)。

每個(gè)問題都只有一個(gè)正確答案。 每回答正確一次，您會(huì)贏得一個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)數(shù)。

準(zhǔn)備好了嗎？ 請(qǐng)點(diǎn)擊下面的“＞”圖標(biāo)。

下一節(jié)：?jiǎn)栴}1

測(cè)驗(yàn)――問題1

無線技術(shù)能夠帶來哪些有線技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的利益？

    更快地傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)

   降低了增加新的測(cè)量點(diǎn)的成本

   進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮使數(shù)據(jù)處理速度更快

   以上答案全是
  
   在選擇答案之后，點(diǎn)擊“＞”圖標(biāo)繼續(xù)。

正確！/對(duì)不起，正確答案是“通過減少添加新測(cè)量點(diǎn)的成本”

降低所增加的智能無線測(cè)量點(diǎn)的前期成本，使信息的獲取和利用變得實(shí)際可行。以前由于信息采集成本昂貴而導(dǎo)致不能實(shí)行。

測(cè)驗(yàn)――問題2

為什么您可以將操作人員的“記錄薄”替換成自動(dòng)化的無線數(shù)據(jù)收集方式？

  操作人員的生產(chǎn)效率更高

  錯(cuò)誤更少

  更多的最新信息

  所有以上答案

  以上答案都不是

  在選擇答案之后，點(diǎn)擊“＞”圖標(biāo)繼續(xù)。

正確！/對(duì)不起，正確答案是“所有以上答案”

所有以上列出的選擇都是自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集的潛在好處。 無線技術(shù)使這種數(shù)據(jù)收集方式更經(jīng)濟(jì)。

測(cè)驗(yàn)――問題3

下列哪個(gè)步驟是以無線方式采集現(xiàn)有的HART設(shè)備的診斷信息所必需的？

 更換儀表
  安裝多路轉(zhuǎn)換器
 每個(gè)儀表上加裝無線適配器
  所有以上答案
 以上答案均不是

在選擇答案之后，點(diǎn)擊“＞”圖標(biāo)繼續(xù)。

正確！/對(duì)不起，正確答案是“每個(gè)儀表上加裝無線適配器”

其他步驟均無必要。

測(cè)驗(yàn)――問題4

下列哪個(gè)選項(xiàng)是無線技術(shù)應(yīng)用的潛在益處？

  庫(kù)存監(jiān)控更加精確

  以更低的成本完成為符合環(huán)境法規(guī)所需的報(bào)告

  管道泄漏探測(cè)和確定位置更容易

  所有以上答案
  以上答案均不是

    在選擇答案之后，點(diǎn)擊“＞”圖標(biāo)繼續(xù)。

   正確！/對(duì)不起，正確答案是“所有以上答案”。

    這里列出的僅僅是所有潛在益處中的幾種――各種應(yīng)用帶來的益處幾乎無限。

   
 
    祝賀您完成了本課程！您的測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示在左側(cè)表格內(nèi)。

    這個(gè)分?jǐn)?shù)將進(jìn)行添加以使您獲得獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)數(shù)――讓您更早換取精美獎(jiǎng)品！

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