伴隨著工業(yè)控制系統(tǒng)從DDC(計算機直接數(shù)字控制)到DCS,再到FCS的(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))應用,工業(yè)通訊技術的應用也在不斷升級。
工業(yè)無線帶來的變革
自工業(yè)無線技術誕生以來,其在工業(yè)環(huán)境中扮演著越來越重要的地位,也為工廠生產運行帶來了諸多變革。對此,煙臺萬華化工設計院有限公司(隸屬萬華化學集團股份有限公司)質量技術部經(jīng)理王永勝談到,工廠中常用的智能設備(包括智能儀表、閥門、旋轉設備和工藝設備等)都蘊含著豐富的診斷信息,但是傳統(tǒng)的自動化方案不能最大程度地利用這些有價值的信息。在工業(yè)無線技術出現(xiàn)之前,任何的自動化結構都是通過布線方式實現(xiàn)的,然而有些場合布線困難或是成本過高,導致監(jiān)測困難。
王永勝(1972~) 男,山東諸城人,自動化碩士,化學工程博士,高級工程師,現(xiàn)任煙臺萬華化工設計院有限公司(隸屬萬華化學集團股份有限公司)質量技術部經(jīng)理,曾任煙臺萬華聚氨酯股份有限公司技術研究部儀表控制經(jīng)理。承擔過國家CIMS課題的研究工作,在神經(jīng)網(wǎng)絡建模及應用、預測控制理論及應用等前沿性課題方面均做過研究工作。結合煙臺萬華多期技改工程項目,對于化工自動化儀表、閥門的選型和應用及國內外多種DCS、PLC系統(tǒng)的選型、系統(tǒng)組態(tài)、維護及管理工作有較為豐富的工程經(jīng)驗。自2008年,歷任中國自動化產業(yè)年會用戶專家評審。
由此可見,工業(yè)無線技術的應用為化工行業(yè)至少帶來了以下幾方面變革。(1)通過進一步拓寬設備監(jiān)測信息,及時排除小故障,總體上可延長工廠設備的使用壽命;(2)通過提升設備的預防性維護(比如,旋轉設備以及危險場合等難于監(jiān)測的點),增加設備的在線率,從而可提高裝置的生產效率;(3)通過對有故障預警的設備進行及時維護,真正實現(xiàn)了預測性維護,從而可大大減少傳統(tǒng)的日常巡檢和維護工作量;(4)更好地滿足安全和環(huán)保的要求。
而這也是工業(yè)無線區(qū)別于其他工業(yè)通訊技術最大的優(yōu)勢。但即便如此,據(jù)王永勝介紹,當前,DCS仍是國內化工控制系統(tǒng)的應用主流,F(xiàn)CS用戶量不足5%,關于工業(yè)無線技術的應用更是少之又少,據(jù)了解,許多潛在用戶還處于觀望狀態(tài),部分隨機附帶的無線產品還未真正派上用場。
現(xiàn)場總線技術在化工領域的應用日趨成熟
雖然在化工領域FCS的用戶量不足5%,但是自2005年上海賽科項目率先成功應用現(xiàn)場總線技術以來,越來越多的用戶也在考慮嘗試FCS的應用,比如目前在建的萬華化學集團股份有限公司煙臺工業(yè)園項目(MDI一體化和石化一體化項目)一期工程,總投資近300億元,其中約一半裝置采用了FCS。
事實上,現(xiàn)場總線技術具有不可替代的優(yōu)勢,王永勝認為,第一,它具有更好的開放性網(wǎng)絡結構和豐富的標準通信接口,支持FF、TCP/IP、OPC、Modbus RTU和HART等通信協(xié)議;第二,它具有更好的互操作性、易維護性和易擴展性;第三,施工簡單,安裝作業(yè)量大幅度減少;第四,通訊速率更快、傳輸精度更高。
工業(yè)通訊技術是節(jié)能減排不可或缺的“情報員”
隨著全社會對環(huán)保問題的日趨關注,“十二五”規(guī)劃中也對化工行業(yè)提出了節(jié)能減排的相關要求,而工業(yè)通訊技術在化工企業(yè)的節(jié)能減排工作中也充當著重要的角色。
我們不妨先看看來自美國能源部的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù):在中央鍋爐提供的蒸汽中,大約20%由于疏水器的泄漏浪費掉了。再來看Emerson的應對措施:使用羅斯蒙特708無線聲波變送器,就可以對所有的關鍵疏水器進行穩(wěn)定的監(jiān)測和精確的測量,從而盡早發(fā)現(xiàn)疏水器的故障,防止蒸汽的持續(xù)損失。此外,708無線聲波變送器還可以穩(wěn)定地監(jiān)測工廠所有區(qū)域的主要安全閥,及時發(fā)現(xiàn)泄放,并輔助更正潛在的不安全因素,采取措施減少擴散。
王永勝認為,以上的例子足以說明,工業(yè)通訊的技術進步,使得以往不能夠有效預防的能源浪費和過多污染排放得到解決,若非無線通訊技術,上述情況將不容樂觀。他認為,如果將工藝方案的優(yōu)化稱為節(jié)能減排的“指揮官”,那么工業(yè)通訊技術就是節(jié)能減排不可或缺的“情報員”,為節(jié)能減排工作帶來了新的利潤增長點和較大的提升空間。
最后,王永勝總結道,未來的現(xiàn)場總線技術和工業(yè)無線技術的應用普及還將經(jīng)歷較長的時期,這有賴于眾多業(yè)主的觀念轉變、供應商的產品宣傳力度和技術支持、甚至是國家的政策扶持。但可以肯定的是:越來越多的工業(yè)實踐證明,現(xiàn)場總線技術和工業(yè)無線技術是行之有效的;越來越清晰的世界環(huán)保趨勢以及越來越嚴苛的政府環(huán)保指標要求,將加速推進工業(yè)通訊的技術進步和應用歷程。
摘自《自動化博覽》2014年3期