在過程控制行業,實現對全廠的監測和控制,通常采用有線的方式,采集過程數據。但是,我們經常會遇到電纜和接線帶來的許多問題,如對分散測點的數據采集時,敷設電纜和橋架非常困難,如何低成本和經濟地實現監控就是非常困難的問題;如轉窯和轉爐等旋轉的設備如何有效監測?改造項目如何快速實施、沒有供電的區域如何實現過程數據的測量?遠程區域的有效監測如何實現?歸納起來,傳統的、有線的方式有如下不足之處:
(1)工程實施較為麻煩:分散的測點、旋轉的測點、移動的測點、被道路河流鐵路等分隔的測點;現有橋架和電纜溝已經接近滿負荷的測點,沒有供電的測點、需要快速增加測點的場合,敷設電纜、安裝橋架和保護管較為麻煩;
(2)現場施工時間和調試時間較長:有線方案時,需要敷設電纜、橋架、保護管等,需要大量的安裝時間和調試時間;
(3)安裝成本較高:需要支持有線連接的相關安裝材料和人工;
(4)維護費用較高:需要維護支持有線連接的相關設備和線纜;
(5)不支持現場移動作業:需多次從現場往返控制室,以獲取控制系統過程信息;
(6)現場和控制室需要支持有線方案的基礎設施,現場布置較為復雜;
(7)系統未來擴展較不方便。
如果采用無線的方式,那么上述的困難就可以輕易地解決了。事實也證明無線技術可以更方便、更經濟地改進工廠的管理和控制水平。工業無線解決方案的優勢有:
(1)工程實施簡單、便捷:無需敷設電纜、橋架、保護管;無需卡件、機柜;無需擔心鐵路造成的困難;無線網絡自組織、自愈合,高度智能;
(2)節省大量安裝和調試時間:快速安裝,僅需在測點安裝無線變送器即可;
(3)節省大量的安裝成本:無需敷設電纜、橋架、保護管、卡件、機柜、安全柵,節省相關的安裝人工費用;
(4)后期維護費用很低:維護方便,只需維護無線變送器本身即可,無需擔心接線進水、連接松動、電纜損壞;
(5)移動工作站,支持現場無線、移動作業;
(6)控制室和現場布置更為簡潔:無接線盒、安全柵、I/O卡件、降低DCS負荷、減少維護工作量和減少故障點;
(7)無線網絡擴展非常方便:增加測點時,直接安裝無線變送器即可,更換容易、即插即用、靈活,未來改造可以有效利用現有無線設備;
(8)符合開放的國際工業無線標準,支持互操和兼容,有效保護現有投資。
基于上述相對于有線方式,工業無線所帶來的優勢,工業無線應用在下列流程控制領域的場合,非常合適。可以想象,有線和無線的解決方案共同服務于工廠的各個場合,然后同DCS控制系統無縫式數據集成,實現對工廠關鍵設備和輔助設備更加安全、高效的數據采集和監測控制。這些適合工業無線應用的典型場合有:
(1)分散的測點:用于高位置、交叉路口、電纜難以敷設的地方,例如塔、罐等;用于測點分散、被鐵路、圍墻等分割的地方,無需敷設橋架、電纜和接線。
(2)用于安裝和維護危險的區域:沒有電纜和接線,減少產生火花的可能;無需因為電纜維護而進入危險場所。
(3)移動的測點、臨時測點、旋轉的測點、沒有電源供應的測點。
(4)更多的設備診斷數據,用于過程優化和控制、工藝改進。
獲取更多的預測性的狀態監測的區域,如軸振動,潤滑油溫度、過濾器壓差;
收集更多的機械設備的在線數據,減少離線數據采集:泵振動、轉速等狀態監測、手動閥門閥位采集;
收集大范圍分布式的數據,例如洗眼器、電伴熱、環境大氣監測;
關鍵設備的輔助信息監控,例如閥門跳閘后的位置。
(5)現場移動作業的需要。
(6)工廠安全、泄露排放、火災,更好的環境監測 、更快的事故反應能力:可燃氣體監測、無線視頻、無線拍照、無線開關量變送器;用于采樣、泄漏數據監控。
(7)罐區儲罐溢流或儲備狀況:無線雷達液位計,監測實時液位。
(8)改造項目時:電纜橋架負荷已滿、不想破壞現場現有環境、機柜卡件和機柜已滿、控制室空間有限等;安裝時間緊等等。