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在采礦或礦石加工工廠中凡涉及到設計、操作、維護或升級的工作人員都十分熱衷於無線技術,因為它消除了阻隔重要信息傳遞的屏障。在保護工作人員的人身安全、滿足環境法規要求、管理工廠安全、跟蹤工廠人員和設備、提高設備維護效率等方麵,無線通訊發揮了積極的作用。
無線方案的成本結構讓人驚歎,用戶對於它帶來的節省可以一目了然--- 由於沒有了接線和相關的工程及文檔費用,無線方案與有線方案相比,可節省90%以上的安裝成本。 許多應用過去需要花費高昂成本,而現在可以通過無線技術變得經濟可行。讓我們來舉2個例子,一個是對安全噴淋進行連續監測,以提示操作人員其是否處於可用狀態;另一個是監測臭氣,以確保排放符合環境法規。
在(zai)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)案(an)例(li)中(zhong),無(wu)線(xian)變(bian)送(song)器(qi)可(ke)解(jie)決(jue)以(yi)往(wang)安(an)裝(zhuang)有(you)線(xian)設(she)備(bei)費(fei)用(yong)高(gao)昂(ang)或(huo)技(ji)術(shu)上(shang)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)困(kun)境(jing)。例(li)如(ru)監(jian)測(ce)旋(xuan)轉(zhuan)反(fan)應(ying)爐(lu)的(de)溫(wen)度(du)或(huo)是(shi)在(zai)嚴(yan)酷(ku)工(gong)況(kuang)中(zhong)測(ce)量(liang)過(guo)程(cheng)參(can)數(shu)。操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)還(hai)可(ke)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)從(cong)難(nan)以(yi)到(dao)達(da)的(de)區(qu)域(yu)獲(huo)得(de)遠(yuan)程(cheng)信(xin)息(xi),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。
根據Venture Development公司在2008niandiduiweibogongyezhongjiancejikongzhishebeidewuxianpinlvyanjiuxianshi,zhengshiwuxiantongxundezhexietexingtuidonglegongyewuxianyingyongdeshengwen,tamenrenweigongyewuxiandeyingyongzai2007年到2012年之間將以每年19%的速度增長。
於此同時,礦業廠商對於工業無線係統的適用性、可靠性和安全性也提出了很多問題,諸如:無線能做什麼?它是否安全可靠?無線儀表是否能適應嚴酷的工況?無線技術能否能靈活適應采礦業的應用需求?
無線的定義
無線技術可在以下兩大方麵對采礦業產生重大影響:基於傳感器和現場儀表的無線現場網絡和應用於業務管理的工廠網絡。
無線現場網絡- 具有自組織網絡結構的無線現場網絡基於WirelessHART通訊標準,安裝簡便,無需現場勘查,可輕鬆獲取測量和診斷數據。WirelessHART標準於2007年9月由200多家HART通訊基金會成員公司共同通過,它是專為過程工業,包括采礦業而設計的。WirelessHART被著名的谘詢公司ARC譽為自動化3大趨勢之一。
WirelessHART設(she)備(bei)隻(zhi)需(xu)很(hen)小(xiao)的(de)帶(dai)寬(kuan),就(jiu)能(neng)達(da)到(dao)很(hen)高(gao)的(de)通(tong)訊(xun)性(xing)能(neng)。無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)經(jing)過(guo)驗(yan)證(zheng)的(de)工(gong)業(ye)技(ji)術(shu),並(bing)且(qie)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)了(le)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。其(qi)自(zi)組(zu)織(zhi)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)為(wei)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)的(de)相(xiang)互(hu)通(tong)訊(xun)提(ti)供(gong)了(le)平(ping)台(tai),最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)確(que)保(bao)了(le)網(wang)絡(luo)的(de)集(ji)成(cheng),不(bu)讓(rang)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)信(xin)號(hao)點(dian)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)。網(wang)絡(luo)中(zhong)每(mei)台(tai)設(she)備(bei)都(dou)可(ke)以(yi)是(shi)一(yi)個(ge)連(lian)接(jie)點(dian),它(ta)們(men)會(hui)自(zi)動(dong)尋(xun)找(zhao)最(zui)佳(jia)的(de)通(tong)訊(xun)路(lu)徑(jing),如(ru)果(guo)出(chu)現(xian)臨(lin)時(shi)障(zhang)礙(ai)擋(dang)住(zhu)通(tong)訊(xun)路(lu)徑(jing),鄰(lin)近(jin)的(de)設(she)備(bei)會(hui)自(zi)動(dong)建(jian)立(li)新(xin)的(de)通(tong)訊(xun)路(lu)徑(jing)繼(ji)續(xu)傳(chuan)遞(di)信(xin)號(hao),使(shi)數(shu)據(ju)傳(chuan)遞(di)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)達(da)到(dao)99%以上。
在zai規gui劃hua無wu線xian現xian場chang網wang絡luo時shi,無wu需xu預yu先xian對dui無wu線xian電dian頻pin率lv進jin行xing現xian場chang勘kan查zha,自zi組zu織zhi網wang絡luo可ke令ling通tong訊xun暢chang通tong無wu阻zu,尤you其qi在zai金jin屬shu密mi度du很hen高gao的de工gong廠chang環huan境jing中zhong,自zi組zu織zhi網wang絡luo更geng可ke以yi大da顯xian伸shen手shou。
電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)也(ye)是(shi)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)。所(suo)有(you)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)都(dou)可(ke)設(she)置(zhi)成(cheng)省(sheng)電(dian)模(mo)式(shi),以(yi)延(yan)長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)時(shi)間(jian)取(qu)決(jue)於(yu)設(she)備(bei)傳(chuan)遞(di)數(shu)據(ju)的(de)頻(pin)率(lv)。當(dang)前(qian)的(de)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)結(jie)合(he)了(le)能(neng)效(xiao)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi),可(ke)使(shi)大(da)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)於(yu)溫(wen)度(du)和(he)液(ye)位(wei)測(ce)量(liang)的(de)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)延(yan)長(chang)到(dao)10年(nian)。無(wu)線(xian)工(gong)廠(chang)結(jie)構(gou)非(fei)常(chang)經(jing)濟(ji)而(er)且(qie)可(ke)方(fang)便(bian)地(di)將(jiang)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)與(yu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)或(huo)資(zi)產(chan)管(guan)理(li)進(jin)行(xing)整(zheng)合(he)。無(wu)線(xian)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)可(ke)廣(guang)泛(fan)分(fen)布(bu)在(zai)工(gong)廠(chang)的(de)邊(bian)緣(yuan)地(di)區(qu),穿(chuan)越(yue)公(gong)路(lu)、河道或安裝在鐵路槽車、船支及卡車等移動平台上,用以收集過程信息,這是有線設備無法做到的。
無線工廠網絡基於IEEE802.11標準,采用網狀WiFi技術,以經濟的成本為工廠運行搭建戶外無線網絡。無線工廠網絡為各種固定和移動應用提供了安全、高帶寬、可靠和靈活的獲取信息的方式,如過程監測、資產跟蹤、視頻監視、音頻通訊等。典型的無線工廠結構一般由網狀接入點、局域網控製器和網絡管理軟件組成。
在zai使shi用yong無wu線xian工gong廠chang網wang絡luo時shi,安an全quan是shi一yi個ge重zhong要yao考kao慮lv因yin素su。幸xing運yun的de是shi,應ying用yong於yu工gong業ye的de無wu線xian工gong廠chang網wang絡luo技ji術shu已yi經jing應ying運yun而er生sheng。為wei了le防fang止zhi無wu線xian竅qiao聽ting和he其qi它ta外wai部bu攻gong擊ji,所suo有you數shu據ju傳chuan輸shu都dou進jin行xing加jia密mi和he用yong戶hu授shou權quan,所suo采cai用yong的de安an全quan標biao準zhun和he協xie議yi均jun符fu合he802.11i、WPA2和AES。
無線工廠網絡的另一個要求就是可靠。采用智能化的路徑協議來建立和維護無線網絡,為網絡提供自愈合、自修複和抗幹擾等功能。遠程接入點可在網絡中選擇最佳通訊路徑,降低無線電頻率的幹擾,實現網絡容量最大化。
問答
無線到底可以做什麼?在有線設備無法到達的區域、危(wei)險(xian)區(qu)域(yu),沒(mei)有(you)電(dian)源(yuan)或(huo)是(shi)無(wu)法(fa)布(bu)線(xian)的(de)區(qu)域(yu),無(wu)線(xian)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)更(geng)快(kuai)更(geng)方(fang)便(bian)地(di)進(jin)行(xing)安(an)裝(zhuang)。由(you)此(ci)獲(huo)取(qu)的(de)數(shu)據(ju)將(jiang)縮(suo)短(duan)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)對(dui)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)的(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian),甚(shen)至(zhi)可(ke)預(yu)測(ce)即(ji)將(jiang)發(fa)生(sheng)的(de)問(wen)題(ti),從(cong)而(er)避(bi)免(mian)非(fei)計(ji)劃(hua)停(ting)車(che)。隨(sui)之(zhi)帶(dai)來(lai)的(de)好(hao)處(chu)還(hai)包(bao)括(kuo)更(geng)多(duo)地(di)了(le)解(jie)過(guo)程(cheng)狀(zhuang)況(kuang)和(he)更(geng)高(gao)的(de)工(gong)廠(chang)性(xing)能(neng),最(zui)終(zhong)達(da)到(dao)了(le)節(jie)省(sheng)成(cheng)本(ben)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)目(mu)的(de)。
無線技術為獲取有用信息提供了更為有效和簡單的方法。例如,工作人員可在任何地方訪問和操作各種數據;可對廠區內的人員和設備進行連續監視;安全係統確保所有訪問都經過授權;攝像頭不但用來監測圍牆,還可監測過程。無線技術以方便經濟地方式讓工作人員更好地了解過程狀況。
無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)是(shi)否(fou)可(ke)靠(kao)?任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)無(wu)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)都(dou)取(qu)決(jue)於(yu)其(qi)信(xin)息(xi)的(de)傳(chuan)遞(di)能(neng)力(li),尤(you)其(qi)是(shi)遇(yu)到(dao)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)或(huo)視(shi)線(xian)距(ju)離(li)路(lu)徑(jing)被(bei)阻(zu)擋(dang)的(de)情(qing)況(kuang)。與(yu)點(dian)到(dao)點(dian)的(de)無(wu)線(xian)係(xi)統(tong)不(bu)同(tong),艾(ai)默(mo)生(sheng)的(de)智(zhi)能(neng)無(wu)線(xian)方(fang)案(an)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou),它(ta)的(de)通(tong)訊(xun)路(lu)徑(jing)不(bu)是(shi)唯(wei)一(yi)的(de),而(er)是(shi)冗(rong)餘(yu)的(de),這(zhe)就(jiu)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)通(tong)訊(xun)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),在(zai)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)與(yu)網(wang)關(guan)之(zhi)間(jian)無(wu)論(lun)是(shi)出(chu)現(xian)了(le)臨(lin)時(shi)的(de)還(hai)是(shi)永(yong)久(jiu)性(xing)的(de)障(zhang)礙(ai),都(dou)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)通(tong)訊(xun)。事(shi)實(shi)上(shang),自(zi)組(zu)織(zhi)無(wu)線(xian)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)可(ke)實(shi)現(xian)99%以上的網絡可靠性。
wuxianshebeishifoushiyongyucaikuanghekuangshijiagongzhezhongyankugongkuang?aimoshengdewuxianshebeiyichenggongyingyongyujianadabeibudeyoushakongzhi,zheshiquanqiuhuanjingzuieliededifangzhiyi;在澳大利亞無線設備曾用來監測卸船用海上瀝青輸送管道上的加熱裝置;在西弗吉尼亞,無線設備抵禦了軋鋼機的高溫和潮濕。無論麵對怎樣的挑戰,無線裝置的可靠性始終高於90%。
對於采礦和礦石加工工業,無線是否具有足夠的靈活性?開放性是WirelessHART標準最大的好處。無論是供應商還是最終用戶都可以對無線產品及其應用進行有益的創新和開發。
無線現場網絡的應用
目前無線現場設備主要應用於以下2個方麵:
必須新增加的測量點
希望增加的測量點
為了滿足環境和安全法規,有時必須增加新的測點,例如根據法律要求測量遠程區域的流量、儲罐液位以及排汙質量。法規的製定者不會考慮因此帶來的挑戰,他們隻關心是否符合法規。
位wei於yu阿e拉la巴ba馬ma的de一yi家jia煉lian油you廠chang需xu要yao監jian測ce排pai放fang到dao河he道dao的de冷leng卻que水shui溫wen度du,這zhe時shi隻zhi需xu一yi台tai羅luo斯si蒙meng特te無wu線xian變bian送song器qi就jiu能neng監jian測ce回hui流liu水shui溫wen,以yi確que保bao排pai放fang符fu合he當dang地di法fa規gui,並bing連lian續xu地di將jiang數shu據ju傳chuan輸shu到dao與yu集ji散san控kong製zhi係xi統tong相xiang連lian的de無wu線xian網wang關guan上shang。
希xi望wang增zeng加jia的de測ce點dian是shi指zhi以yi前qian需xu要yao花hua費fei高gao昂ang成cheng本ben才cai能neng實shi現xian的de測ce量liang,通tong常chang情qing況kuang,在zai建jian設she過guo程cheng工gong廠chang時shi,往wang往wang有you一yi些xie設she計ji好hao的de測ce量liang點dian因yin成cheng本ben原yuan因yin,最zui終zhong就jiu不bu連lian了le,但dan之zhi後hou,操cao作zuo人ren員yuan還hai是shi會hui覺jiao得de有you很hen多duo參can數shu需xu要yao連lian續xu測ce量liang,以yi提ti高gao工gong廠chang性xing能neng。由you於yu無wu線xian設she備bei的de安an裝zhuang不bu需xu高gao昂ang的de成cheng本ben,從cong這zhe些xie測ce量liang點dian獲huo取qu信xin息xi也ye隨sui即ji成cheng為wei可ke能neng。
以(yi)前(qian),技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)定(ding)時(shi)前(qian)往(wang)現(xian)場(chang)記(ji)錄(lu)遠(yuan)程(cheng)設(she)備(bei)的(de)測(ce)量(liang)讀(du)數(shu),這(zhe)樣(yang)做(zuo)很(hen)費(fei)時(shi)。例(li)如(ru)在(zai)一(yi)家(jia)礦(kuang)石(shi)加(jia)工(gong)廠(chang)內(nei),需(xu)要(yao)對(dui)加(jia)熱(re)溶(rong)出(chu)液(ye)的(de)熱(re)交(jiao)換(huan)爐(lu)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)監(jian)測(ce)防(fang)止(zhi)內(nei)部(bu)結(jie)圬(wu),然(ran)而(er)過(guo)去(qu)獲(huo)得(de)數(shu)據(ju)的(de)速(su)度(du)不(bu)夠(gou)快(kuai),而(er)且(qie)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)儀(yi)無(wu)法(fa)對(dui)異(yi)常(chang)狀(zhuang)況(kuang)進(jin)行(xing)提(ti)示(shi),也(ye)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)趨(qu)勢(shi)信(xin)息(xi)。安(an)裝(zhuang)無(wu)線(xian)壓(ya)力(li)變(bian)送(song)器(qi)後(hou),可(ke)對(dui)4台tai溶rong出chu液ye加jia熱re裝zhuang置zhi之zhi間jian的de壓ya差cha進jin行xing連lian續xu監jian測ce,同tong時shi將jiang數shu據ju傳chuan至zhi艾ai默mo生sheng智zhi能neng無wu線xian網wang關guan,使shi用yong至zhi今jin運yun行xing良liang好hao,除chu了le暴bao雨yu及ji極ji端duan惡e劣lie天tian氣qi外wai,網wang絡luo的de可ke靠kao性xing達da到dao了le100%。
lingyigedianxinganlishiduixuanzhuanshebeijinxinglianxuzhendongjiance,guoquweiyihuoqushujujinxingfenxidetujingshidingshiquxianchangjilu,xindewuxianzhendongjianceshebeikeshixianduiyuanchengdianjihebengdejinyibuzhangkong,zhejiangyouwangchengweiwuxianzaicaikuangxingyedezhuyaoyingyong。
無(wu)線(xian)閥(fa)位(wei)監(jian)測(ce)器(qi)在(zai)礦(kuang)石(shi)加(jia)工(gong)中(zhong)也(ye)起(qi)到(dao)了(le)積(ji)極(ji)的(de)作(zuo)用(yong),在(zai)很(hen)多(duo)工(gong)廠(chang)中(zhong),閥(fa)門(men)都(dou)是(shi)手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)或(huo)半(ban)自(zi)動(dong)的(de),基(ji)本(ben)無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong),受(shou)成(cheng)本(ben)和(he)地(di)理(li)位(wei)置(zhi)等(deng)限(xian)製(zhi),更(geng)談(tan)不(bu)上(shang)提(ti)供(gong)診(zhen)斷(duan)信(xin)息(xi)了(le),由(you)於(yu)錯(cuo)誤(wu)的(de)閥(fa)位(wei)會(hui)引(yin)發(fa)安(an)全(quan)事(shi)故(gu),因(yin)此(ci)設(she)備(bei)診(zhen)斷(duan)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。
geikongzhifazengjiawuxiantongxungongnengdelingyigeyuanyinshixiwanghuodefamendezhuangtaixinxi。duiyuzaiyunxingguochengzhongdekongzhifa,youyuwufakandaokongzhifadeneibuqingkuang,suoyibunengpanduantashifouyunxinglianghao。liru,famendexingchengpianchashiwufatongguowaibuguanchajinxingpanduande,chufeishijiezhuzhinengfamenkongzhiqihuojiangfamenchaixia,dangpianchachaoguo5%而且持續5秒以上才可以斷定有故障了。
對dui於yu處chu在zai偏pian遠yuan或huo難nan以yi到dao達da地di區qu的de閥fa門men來lai說shuo,無wu線xian無wu疑yi是shi最zui佳jia的de也ye是shi最zui經jing濟ji的de一yi種zhong提ti高gao響xiang應ying速su度du和he過guo程cheng效xiao率lv的de通tong訊xun方fang法fa。與yu有you線xian方fang案an相xiang比bi,無wu線xian方fang案an可ke節jie省sheng90%的安裝費用,這使得無線的應用到了越來越多的關注。
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