加利福尼亞雪佛龍集團 G. LaFramboise  艾默生過程管理公司 B. Karschnia

　　雪(xue)佛(fo)龍(long)是(shi)全(quan)球(qiu)領(ling)先(xian)的(de)石(shi)油(you)勘(kan)探(tan)和(he)開(kai)采(cai)公(gong)司(si)，它(ta)的(de)成(cheng)就(jiu)很(hen)大(da)一(yi)部(bu)分(fen)要(yao)歸(gui)功(gong)於(yu)其(qi)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)方(fang)案(an)，為(wei)了(le)實(shi)現(xian)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)業(ye)務(wu)目(mu)標(biao)，該(gai)公(gong)司(si)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)專(zhuan)家(jia)很(hen)早(zao)就(jiu)參(can)於(yu)了(le)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)及(ji)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)的(de)開(kai)發(fa)和(he)測(ce)試(shi)工(gong)作(zuo)
，並(bing)接(jie)觸(chu)了(le)IEC62591（WirelessHART）技ji術shu。在zai雪xue佛fo龍long位wei於yu加jia州zhou聖sheng華hua金jin河he穀gu的de上shang遊you工gong廠chang內nei進jin行xing的de無wu線xian現xian場chang儀yi表biao測ce試shi相xiang當dang成cheng功gong，他ta們men相xiang信xin這zhe種zhong可ke在zai任ren意yi地di點dian安an裝zhuang的de無wu線xian技ji術shu能neng夠gou很hen好hao地di應ying用yong於yu其qi所suo有you上shang遊you和he下xia遊you工gong廠chang，並bing能neng迅xun速su提ti高gao和he保bao持chi工gong廠chang效xiao率lv。

　　為了調查大範圍使用無線技術的可行性，公司成立了無線中心，專門對此進行了深入的研究，在該技術得到驗證後
，即在其80%的廠區內建立了無線網絡。這一應用進一步證實了無線技術可任意添加的特性

，隻要安裝然後開啟儀表就可以了，無需接線、無需敷設線槽和橋架、無需挖溝，有效節省了工作量和時間（如圖1）。無線網絡規模可變，可一個回路一個回路逐步覆蓋到整個工廠。

無線網絡可分布於工廠任何地方，實現了“自由添加”的自動化方式

　　雪佛龍懂得如何利用無線技術的優勢來提高其上遊和下遊工廠的靈活性、可靠性、安全性、環境保護和業務表現。很多公司現在都在其全球的工廠中規劃和使用無線，讓我們看到了越來越多的最佳實踐和成功應用。

　　此外，我們也在探尋無線功能在今後的應用領域
，這可能包括提高移動作業人員的效率、在過程中的無線攝像應用、安全集結以及人員設備的位置跟蹤。

　　業務挑戰。對於上遊工廠來說機會顯而易見，離岸平台需要更多更全的信息，以獲得更好的采油效率，因為發現一口油井可能需要10年，而讓油井產油還要10年，所以必須讓油井持續高效地產油才能收回巨大的投入。在擁擠的平台上和浮式儲油船上所采用的自動化方案必須體積小、重量輕
、安裝和使用方便。

　　海hai上shang油you田tian也ye希xi望wang能neng夠gou延yan長chang油you井jing壽shou命ming和he提ti高gao產chan量liang。需xu要yao通tong過guo一yi些xie改gai進jin來lai提ti供gong更geng好hao的de采cai油you係xi統tong監jian測ce，實shi現xian輸shu配pei係xi統tong和he過guo程cheng裝zhuang置zhi的de高gao采cai收shou率lv
，為wei運yun行xing中zhong心xin提ti供gong更geng好hao的de信xin息xi來lai控kong製zhi分fen散san的de油you井jing和he設she施shi。而er人ren員yuan安an全quan、環保、可靠性和贏利能力都需要技術的支撐。

　　煉油廠可以通過自動化在滿足需求產出的同時提高效益。這就需要改善對設備、儀表和過程的監測
，以延長正常運行時間，提高運行性能，從而降低運行和維護成本，並滿足新出台的環境法規。

　　雪xue佛fo龍long的de工gong程cheng師shi和he操cao作zuo人ren員yuan希xi望wang能neng在zai現xian有you工gong廠chang中zhong安an裝zhuang一yi些xie儀yi表biao來lai提ti高gao監jian測ce力li和he過guo程cheng可ke靠kao性xing，以yi及ji整zheng體ti工gong廠chang效xiao益yi。儀yi表biao本ben身shen成cheng本ben不bu高gao，但dan在zai現xian有you工gong廠chang中zhong安an裝zhuang和he調tiao試shi有you線xian儀yi表biao的de成cheng本ben卻que太tai高gao了le。

　　無線技術是否能解決問題？雪佛龍使用無線技術已經有好幾年了，尤其是應用在分布於海上或離岸油田的SCADA係統上。相反，以前無線測量儀表和網絡在較狹小的工業工廠或離岸平台以及浮式儲油船的應用並不太成功，90年代初期的技術並不適合工業環境
，通訊可靠性、安全和電池壽命都不盡人意。

　　由(you)於(yu)早(zao)期(qi)缺(que)乏(fa)工(gong)業(ye)無(wu)線(xian)標(biao)準(zhun)和(he)適(shi)用(yong)於(yu)過(guo)程(cheng)應(ying)用(yong)的(de)功(gong)能(neng)，僅(jin)管(guan)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)會(hui)對(dui)工(gong)廠(chang)運(yun)營(ying)帶(dai)來(lai)很(hen)大(da)價(jia)值(zhi)，雪(xue)佛(fo)龍(long)卻(que)遲(chi)遲(chi)沒(mei)有(you)將(jiang)無(wu)線(xian)現(xian)場(chang)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)應(ying)用(yong)到(dao)監(jian)測(ce)和(he)測(ce)量(liang)領(ling)域(yu)。但(dan)是(shi)來(lai)自(zi)於(yu)上(shang)遊(you)和(he)下(xia)遊(you)的(de)需(xu)求(qiu)終(zhong)究(jiu)是(shi)存(cun)在(zai)的(de)。

　　幸運的是，到了90年nian代dai後hou期qi，半ban導dao體ti和he電dian池chi技ji術shu逐zhu步bu走zou向xiang成cheng熟shu
，很hen多duo過guo程cheng自zi動dong化hua供gong應ying商shang投tou資zi進jin行xing無wu線xian技ji術shu應ying用yong於yu工gong業ye環huan境jing的de研yan發fa，標biao準zhun的de開kai發fa也ye在zai同tong步bu進jin行xing，在zai雪xue佛fo龍long公gong司si和he其qi他ta最zui終zhong用yong戶hu的de協xie助zhu下xia完wan成cheng了le草cao案an的de擬ni定ding和he數shu據ju測ce試shi，以yi使shi無wu線xian技ji術shu滿man足zu通tong訊xun可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing的de需xu求qiu。

　　無線測量儀表品種廣泛
，符合IEC62591（WirelessHART）通訊技術標準
，能夠實現99%的通訊可靠性
，您可以從較少的回路開始逐步擴展到全廠。

　　雪佛龍的自動化專家堅信這些變化將使無線技術以一種全新的姿態展現在人們麵前。無線架構通訊可靠
、gongnengqiangda
，keyishixinjianhuogaizaogongchangzhongdeyouxianxitonggengshangyigetaijie。gengshaodegongchengheanzhuanggongzuoshixiangmujianshegengweijiandan，tourugengshao
，bingqienenggoushixianguoquwufashixiandexianchangceliang。ciwaiyouyuwuxianyibiaoanzhuangchengbendi，keyikaolvzaiyuanlaitongguoyouxianfangshizengjiaceliangdianchengbentaigaodedifangzengjiawuxianyingyong。

　　投資無線。yidanjuedingcaiyongwuxianfangan
，xuefolongdezidonghuazhuanjiajiuzaiqiweiyujialifuniyazhoudelishimannengyuanjishugongsichenglileyigewuxianzhongxin，gaizhongxinbaokuoyigewuxianceshitaiheyigeshiyanshi，duilaiziyubutongchangjiadewuxianjishuheshebeijinxingceshi。xuefolongshangzhongxiayougefengongsidezhuanjiajijuzaizheli，duiqigezisuoxudewuxianyingyongjinxingjianyanheceshi，yibianjinhoutuiguangdaoquanqiu。

　　實(shi)驗(yan)室(shi)模(mo)擬(ni)了(le)一(yi)個(ge)比(bi)實(shi)際(ji)工(gong)廠(chang)更(geng)為(wei)嚴(yan)酷(ku)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)頻(pin)率(lv)環(huan)境(jing)

，即(ji)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)必(bi)須(xu)與(yu)工(gong)廠(chang)原(yuan)有(you)信(xin)號(hao)共(gong)存(cun)，以(yi)檢(jian)測(ce)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。雪(xue)佛(fo)龍(long)在(zai)無(wu)線(xian)電(dian)頻(pin)率(lv)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)了(le)軟(ruan)件(jian)和(he)與(yu)其(qi)它(ta)設(she)備(bei)及(ji)儀(yi)表(biao)共(gong)存(cun)的(de)測(ce)試(shi)。實(shi)驗(yan)室(shi)在(zai)美(mei)國(guo)一(yi)家(jia)煉(lian)油(you)廠(chang)安(an)裝(zhuang)了(le)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)，並(bing)在(zai)約(yue)2.5*2英裏的工廠範圍內設置了一些典型的障礙
，如鋼筋結構、移動車輛以及複雜的地形。

　　jingguoduiwuxianjishuheshebeideyangeceshihequeren，xuefolongxuanzelezuifuhebiaozhundewuxianyibiaofangan，yimanzuqidangqianheweilaiduiyutigaozhuangzhihegongchangzhengtixingnengjishouyideyaoqiu。tamendexuanzechongfenkaolvlechengben、安全、通訊可靠性
、電源管理等因素
，以及是否具備足夠的功能
、ziyuanhejishuyuxianyoudeyouxianjishujianrong
，bingzaicijichushangjinxingkuozhan。zuoweizhegetuanduideyibufen，gezidonghuagongyingshangdejishurenyuanyuxuefolongjinmihezuo，gongtongyanfawuxianjishuhezuijiashijian，yibangzhuxuefolongshixianmubiao。

　　實施無線方案。雪佛龍起初是在加利福尼亞San Ardo的(de)油(you)田(tian)注(zhu)蒸(zheng)汽(qi)回(hui)收(shou)油(you)氣(qi)的(de)項(xiang)目(mu)中(zhong)接(jie)觸(chu)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)。無(wu)線(xian)儀(yi)表(biao)網(wang)絡(luo)傳(chuan)遞(di)可(ke)靠(kao)的(de)數(shu)據(ju)以(yi)降(jiang)低(di)蒸(zheng)汽(qi)過(guo)量(liang)和(he)廢(fei)水(shui)排(pai)放(fang)。注(zhu)汽(qi)數(shu)據(ju)能(neng)夠(gou)被(bei)傳(chuan)送(song)到(dao)油(you)田(tian)控(kong)製(zhi)室(shi)，這(zhe)樣(yang)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)就(jiu)不(bu)必(bi)前(qian)往(wang)注(zhu)汽(qi)口(kou)手(shou)工(gong)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)並(bing)檢(jian)查(zha)設(she)備(bei)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)了(le)。此(ci)外(wai)
，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)也(ye)不(bu)必(bi)置(zhi)身(shen)於(yu)高(gao)壓(ya)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)中(zhong)，因(yin)此(ci)人(ren)員(yuan)安(an)全(quan)性(xing)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。

　　youtianzhongdiergewuxianwangluoshiyidianchigongdiandewuxianyibiaoceliangjingdijingya

，xuefolongjiangzhexieshujuyongyuqizhuanmendeyoucengjisuan
，baokuoyonglaiquedingyaozhuruduoshaozhengqi、油的流型以及新的油井位置。與原來的遙感測量裝置相比

，新的無線網絡節省了安裝成本
，減少了維護工作量。

　　在加利福尼亞的應用充分體現了無線技術的益處，它可以安裝在已建成的上遊油田，實現遠距離通訊。

　　雪佛龍煉油廠還在進一步開發無線技術的新應用
，他們有一個集工程
、運營、維護和IT人員於一體的項目組。這個創新項目填補了煉油行業的空白
，它所采用的無線通訊結構由網關、接入點和軟件組成，一旦結構安裝完畢，煉油廠可快捷方便地任意添加監測點以提高運行性能。

　　在這個工廠網絡中，雪佛龍需要在煉油廠的關鍵位置安裝無線通訊點，無線網絡采用IEEE802.11 Wi-Fi接入點覆蓋
，它集成了無線現場網絡（見圖2）。現場網絡中使用的過程測量和控製儀表采用的是IEC62591（WirelessHart）技術。

　　工廠網絡的建設從現場評估開始。首先自動化供應商采用衛星測繪來規劃Wi-Fi接jie入ru點dian的de最zui佳jia安an裝zhuang點dian
，然ran後hou雪xue佛fo龍long公gong司si就jiu和he自zi動dong化hua供gong應ying商shang一yi起qi拿na著zhe接jie入ru點dian設she備bei和he通tong訊xun設she備bei在zai各ge油you罐guan及ji工gong廠chang裝zhuang置zhi間jian對dui這zhe些xie點dian進jin行xing測ce試shi和he測ce量liang，完wan成cheng工gong廠chang網wang絡luo的de現xian場chang評ping估gu。這zhe個ge過guo程cheng是shi為wei了le確que保baoWi-Fi設備能夠安裝在最佳位置。

　　雪佛龍和自動化供應商利用這些信息來規劃、設計和選擇所需要設備，接著是工廠驗收測試，以確保所有的設備都能夠在工廠Wi-Fi網絡中保持通訊。最後是現場驗收。整個工廠網絡包括16個Wi-Fi接入點，與分布在煉油廠中的12個現場儀表網絡進行通訊。現場網絡采用IEC62591（WirelessHART）技術進行通訊。在煉油廠中當地理位置難以到達，或距離太遠時
，就可以添加一台無線儀表擴大測量範圍。Wi-Fi網絡中的接入點連接或回傳所有現場網絡數據到中控室或IT電腦。

　　還將有很多現場儀表被用在各種應用中，如泵、電機的振動監測；公用工程監測
；分餾塔溫度測量、水流量、儲chu罐guan溢yi出chu保bao護hu和he腐fu蝕shi監jian測ce。設she備bei的de可ke以yi根gen據ju需xu要yao隨sui時shi添tian加jia，而er無wu需xu再zai次ci進jin行xing現xian場chang評ping估gu，從cong安an裝zhuang到dao提ti供gong測ce量liang隻zhi需xu很hen少shao的de時shi間jian，通tong過guo圖tu形xing化hua的de軟ruan件jian

，工gong廠chang維wei護hu人ren員yuan或huo網wang絡luo管guan理li人ren員yuan可ke以yi直zhi觀guan地di看kan到dao整zheng個ge工gong廠chang網wang絡luo，而er操cao作zuo人ren員yuan也ye可ke以yi連lian續xu在zai線xian查zha看kan通tong過guo網wang絡luo的de數shu據ju是shi否fou穩wen定ding。

　　IT部門享有工廠網絡的管理權，針對無線技術的IT最佳實踐方法已經建立，且以英特網安全標準作為保障。僅在IT和過程網絡之間的連接
，它的安全較容易實現和管理。防火牆的設置使網絡間的通訊安全可靠。

　　tongguofanghuoqiang
，xianchangshujubeichuansongdaolishishujukuhezichanguanliruanjian

，yongyushebeijiankangzhuangtaiguanlidengyongtu。weihurenyuanketongguoruanjianlaiguanchaheguanlizhurufanyingqidengshebei
，zaiweihugongzuozhantiaoyongshebeidangqianhuolishixinxi。zhuangtaijianceheyuceweihuxinxibeichuansongdaoguochengzidonghuaxitong，gongcaozuorenyuanshiyong，zaicaozuozhanyenengzhakanyongyuguochengyunxingdeshuju。

　　無線管理小組的建立是為了對無線現場網絡進行評估和選擇。該小組成員來自於無線技術、工程
、維護和運行等職能。小組記錄了實施無線測量應用的結果，並對新的無線應用進行審核。

　　經驗教訓。現在無線結構已經建立起來了，運行、可ke靠kao性xing或huo工gong程cheng小xiao組zu不bu時shi會hui提ti出chu增zeng加jia現xian場chang測ce量liang的de要yao求qiu
，無wu線xian管guan理li委wei員yuan會hui定ding期qi開kai會hui對dui各ge種zhong無wu線xian應ying用yong的de方fang案an進jin行xing評ping估gu。以yi前qian由you於yu成cheng本ben高gao或huo實shi施shi困kun難nan而er無wu法fa實shi現xian的de應ying用yong現xian在zai都dou可ke以yi輕qing鬆song實shi現xian了le
，這zhe正zheng是shi無wu線xian架jia構gou的de意yi義yi所suo在zai，事shi實shi驗yan證zheng無wu線xian方fang案an從cong電dian子zi結jie構gou到dao相xiang關guan工gong程cheng費fei用yong可ke節jie省sheng幾ji百bai萬wan美mei元yuan。

　　在整個無線方案的研究中我們得到了以下結論:

　　・ 基於IEC62591的WirelessHART技術在工業環境中表現出色。

　　・ 即使小型的現場網絡也能獲得很高的回報。用戶可以根據需要隨時擴展無線工廠網絡，不斷擴大收益。

　　・ 在工廠Wi-Fi網絡中確定接入點和網關位置，可以從現場評估著手
，之後要增加無線現場儀表，無需再進行現場評估。

　　・ 在項目前期就應該讓IT安全人員、無線專家
、操作和維護人員參與進來。

　　・ 建立一個多職能部門聯合的無線管理小組對新的無線應用進行選擇和管理。

　　・ 明確無線儀表在工廠中的用途（是用於控製還監測）。

　　・ 采用開放的通訊標準：如應用於工廠網絡的IEEE802.11(Wi-Fi)標準，應用現場網絡的IEC62591(WirelessHART)標準。

　　展(zhan)望(wang)未(wei)來(lai)。經(jing)過(guo)成(cheng)功(gong)測(ce)試(shi)
，實(shi)驗(yan)室(shi)檢(jian)定(ding)和(he)煉(lian)廠(chang)的(de)使(shi)用(yong)
，雪(xue)佛(fo)龍(long)各(ge)業(ye)務(wu)部(bu)門(men)開(kai)始(shi)開(kai)發(fa)各(ge)自(zi)的(de)無(wu)線(xian)應(ying)用(yong)。事(shi)實(shi)證(zheng)明(ming)，無(wu)線(xian)儀(yi)表(biao)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)隨(sui)時(shi)添(tian)加(jia)，而(er)且(qie)成(cheng)本(ben)不(bu)高(gao)。在(zai)全(quan)球(qiu)，已(yi)經(jing)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)項(xiang)目(mu)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)調(tiao)研(yan)

，希(xi)望(wang)將(jiang)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)在(zai)上(shang)遊(you)和(he)下(xia)遊(you)的(de)業(ye)務(wu)中(zhong)。

　　作者介紹

　　Greg Laframboise

　　在雪佛龍已有29年的儀表、自動化與電氣工作經驗，參與過自動化項目各階段的工作，包括項目開發
、工程和建設。LaFramboise先生分別在美國多個城市和美國之外的國家工作過，包括印尼。在過去的5年裏
，他曾擔任過無經技術的負責人，主管無線傳感技術。

　　Bob Karschnia

　　艾默生過程管理公司羅斯蒙特測量部無線技術副總裁，在過程控製領域擁有18年的工作經驗。目前他負責整個無線業務中羅斯蒙特的無線產品和整個艾默生過程管理無線活動的協調。在這之前
，Karschnia在公司擔任過設計工程和管理等職務。加入羅斯蒙特之前，他曾在壓縮機控製集團公司從事旋轉設備控製係統的開發工作
，並在Lockheed Martin公司從事衛星控製係統的設計工作。Karschnia還(hai)曾(zeng)在(zai)美(mei)國(guo)空(kong)軍(jun)擔(dan)任(ren)過(guo)軍(jun)官(guan)
，從(cong)事(shi)衛(wei)星(xing)控(kong)製(zhi)和(he)通(tong)訊(xun)係(xi)統(tong)。他(ta)在(zai)密(mi)尼(ni)蘇(su)達(da)州(zhou)大(da)學(xue)獲(huo)得(de)了(le)航(hang)空(kong)工(gong)程(cheng)的(de)學(xue)士(shi)學(xue)位(wei)，在(zai)科(ke)羅(luo)拉(la)多(duo)大(da)學(xue)獲(huo)得(de)了(le)電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)的(de)碩(shuo)士(shi)學(xue)位(wei)。

　　關於艾默生過程管理

　　艾默生過程管理www.EmersonProcess.com  （全球）、www.EmersonProcess.cn （中國）是艾默生業務的一部分，其在化工、石油天然氣
、煉油、紙漿和造紙
、電力

、食品與飲料
、製藥和其它的工業的自動化領域中居於領先地位。針對特定的工業行業提供優質的產品和技術
、谘詢、項目管理和維護服務。艾默生過程管理公司的品牌包括: PlantWeb®, DeltaV™, Ovation®, Fisher®, Micro Motion®, Rosemount®, Mobrey®, Daniel®, Bristol®, 和 AMS™ Suite.

　　關於 Emerson

　　總部位於美國聖路易斯市的 Emerson （紐約證券交易所股票代碼: EMR）是一家全球領先的公司
，該公司將技術與工程相結合
，在網絡能源

、過程管理
、工業自動化
、環境優化技術及工具和儲存領域為工業

、商業及消費者市場客戶提供創新性的解決方案。公司 2010 財年的銷售額達 210 億美元。如欲了解進一步信息
，歡迎訪問 www.Emerson.com（全球）
、www.emerson.com.cn（中國）。