概述

    對于工廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)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，獲得的利潤也就會(huì )越多。

    正如任何工廠(chǎng)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(zhù)更多的機會(huì )，來(lái)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，當許許多多的設施建立起來(lái)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(chǎng)總是盡力爭取獲得測量和診斷信息，以便更容易符合要求。

    那么，為什么還是有些工廠(chǎng)不“達標”呢?

    我們常?？吹降氖?，要增加一處新的測量點(diǎn)，其成本或者難度常比預期的利潤還要高。 要利用傳統的“有線(xiàn)”技術(shù)將測量點(diǎn)跟控制系統之間進(jìn)行連接，由于其距離或復雜性等原因，會(huì )使成本大大提高而在實(shí)踐上難以施行。

     無(wú)線(xiàn)技術(shù)將傳統有線(xiàn)現場(chǎng)技術(shù)方案所遭遇的障礙清除殆盡。要獲取所需要的數據變得前所未有地輕而易舉， 而在此之前，無(wú)論從經(jīng)濟上或是從技術(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(wú)線(xiàn)技術(shù)讓處于移動(dòng)狀態(tài)的工作人員從遠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(lái)越多的工廠(chǎng)轉向無(wú)線(xiàn)方案的原因。

    本課程從經(jīng)濟學(xué)方面扼要介紹無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用帶來(lái)的好處，并舉若干實(shí)例說(shuō)明它如何幫助您改進(jìn)操作。

    在課程結尾處，您將看到一個(gè)簡(jiǎn)短的測驗，幫助您確認您已經(jīng)學(xué)到了哪些知識――并以此獲得寶貴的獎勵點(diǎn)數。 

提示

     在您閱讀本課程內容的同時(shí)，請別忘了留意下面這些問(wèn)題的答案：
 
     比較添加有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)測量點(diǎn)的相對成本，結果如何？
 
     添加無(wú)線(xiàn)測量點(diǎn)如何提高操作人員的生產(chǎn)效率？
 
     從維修車(chē)間里可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式檢查哪些設備信息？
 
     如何使用無(wú)線(xiàn)技術(shù)從工廠(chǎng)的另一側――或者國內的另外一個(gè)地方――來(lái)檢測庫存量？
 
     無(wú)線(xiàn)技術(shù)如何增進(jìn)操作維修的效率？

下一節： 減少障礙

    減少障礙

    要選用無(wú)線(xiàn)而不是有線(xiàn)現場(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場(chǎng)接線(xiàn)，則意味著(zhù)在安裝調試的接線(xiàn)和人工投入方面會(huì )有可觀(guān)的節省。

    估計的結果可能會(huì )有所差別。但是當您開(kāi)始對測量點(diǎn)安裝的前期成本進(jìn)行計算的時(shí)候，――包括設計、采購、安裝和啟動(dòng)，以及典型的有線(xiàn)模擬測量點(diǎn)需要的配套基礎設施――您會(huì )發(fā)現所有這些成本加起來(lái)遠遠地超過(guò)了測量設備本身。 

    假如有線(xiàn)系統的一些基礎設施――電纜槽、接線(xiàn)箱、接線(xiàn)板、機房等等――容量不足需要擴展以便容納更多測量點(diǎn)的時(shí)候，成本可能會(huì )更高。 對于自動(dòng)化設施，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(wú)線(xiàn)測量點(diǎn)所需要的成本僅僅只有有線(xiàn)模式的很小一部分。

    這就極大地降低了經(jīng)濟方面的障礙。 過(guò)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(guò)降低添加測量點(diǎn)的成本，成本效益提高，有線(xiàn)技術(shù)使得改善操作的障礙也降低了。

    利用稱(chēng)作“自組織網(wǎng)絡(luò )”的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以進(jìn)一步降低障礙。同其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)相比，這些網(wǎng)絡(luò )在安裝和擴展方面甚至更加容易。只要每個(gè)新增加的無(wú)線(xiàn)設備處于網(wǎng)絡(luò )中的任何其他設備的范圍之內，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)題目的更多內容，請參閱課程“自組織網(wǎng)絡(luò )的規劃與安裝”）

下一節：操作人員的效率

操作人員的效率

    絕大多數工廠(chǎng)都在從幾百個(gè)――如果沒(méi)有上千個(gè)的話(huà)――獨立安裝的測量點(diǎn)處采集數據。 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(guān)察鏡、圖表記錄儀或者其他各種指示器。

    操作人員花費大量時(shí)間來(lái)收集這些數據，收集地點(diǎn)經(jīng)常偏僻而且危險。 這項工作非?？菰?，常常產(chǎn)生差錯或者漏掉讀數。而且，他們用在收集數據上耗費的時(shí)間越多，用于分析并應用數據改進(jìn)操作的時(shí)間也就越少。
 
    現在我們來(lái)想象一下用無(wú)線(xiàn)技術(shù)代替記錄薄，將那些數據取回控制室。由于增加無(wú)線(xiàn)設備的成本相對低廉，對那些成百上千的測量點(diǎn)中大部分采取無(wú)線(xiàn)方案便成為一種可行的方式。  
      
 
無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以減少操作人員手動(dòng)采集數據的需要。

    由于無(wú)線(xiàn)設備可以以一定的頻率間隔自動(dòng)采集并發(fā)送信息，您可以獲得更準確、更及時(shí)的對于工廠(chǎng)內正在發(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(wú)線(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )，現場(chǎng)操作人員還可以使用便攜式無(wú)線(xiàn)設備――例如筆記本電腦――無(wú)需返回控制室即可訪(fǎng)問(wèn)關(guān)鍵過(guò)程和控制信息、歷史數據以及其他功能信息。
 
   所有這些都會(huì )賦予您的操作人員強大的能力，使他們的工作更加有效。

下一節：維護保養的效率

維護保養的效率

    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(wú)線(xiàn)技術(shù)可以滿(mǎn)足您的要求。

    如今的工程現場(chǎng)有成百萬(wàn)的基于HART的智能設備，具有程度不等的診斷功能。 不幸的是，許多工廠(chǎng)都沒(méi)有在控制室里接收HART數據的設施。 由于這些設備中只有一部分處于數字化監控狀態(tài)，在現有的工廠(chǎng)中訪(fǎng)問(wèn)“擱淺”的診斷信息潛力十分巨大。

     現有的有線(xiàn)式智能設備可以利用無(wú)線(xiàn)適配器進(jìn)行升級，將診斷信息發(fā)送回控制室或者維修車(chē)間，由合適的工作人員據此采取恰當的必要措施。過(guò)程控制信號繼續通過(guò)有線(xiàn)連接進(jìn)行發(fā)送，但是診斷數據同時(shí)以無(wú)線(xiàn)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效率的提高提供了方便的途徑。

    例如，當操作人員認為某個(gè)設備的指示值不正常時(shí)，維修人員常常需要親臨現場(chǎng)對設備進(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)現沒(méi)有問(wèn)題，或者問(wèn)題發(fā)生在另外的環(huán)節上。

    我們來(lái)計算一下到現場(chǎng)工作所花費的時(shí)間，先到設備地點(diǎn)來(lái)檢查它們的狀況，然后返回維修車(chē)間，把設備修好――好了，您已經(jīng)看到這要花多少時(shí)間了，而且，如果設備碰巧處于危險區域，維修技師還得穿上防護用具，那么時(shí)間可能更長(cháng)，安全風(fēng)險也增加了。

    然而，利用無(wú)線(xiàn)方式訪(fǎng)問(wèn)HART數據，維修人員可以無(wú)需離開(kāi)控制室或者維修車(chē)間而對設備狀況進(jìn)行快速方便的檢查，或進(jìn)行診斷。 具有先進(jìn)診斷功能的設備可以讓您在潛在的問(wèn)題發(fā)生之前探知它們的存在，并在它們影響運行操作之前采取適當的行動(dòng)。

    當維修人員離開(kāi)工廠(chǎng)時(shí)，無(wú)線(xiàn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )可以使他們遠距離訪(fǎng)問(wèn)資產(chǎn)管理系統以進(jìn)行“現場(chǎng)”診斷，獲取設備信息，并通過(guò)移動(dòng)效率軟件進(jìn)行即時(shí)跟蹤，報告有關(guān)檢查、試驗、維護和修理的情況――而無(wú)論他們身在何處。
 
下一節：庫存監控

庫存監控

    我們在前面描述了如何通過(guò)增加無(wú)線(xiàn)測量點(diǎn)來(lái)減少手動(dòng)數據收集，提高生產(chǎn)效率的問(wèn)題。那么假如測量點(diǎn)位于工廠(chǎng)里很遠的一側――或者幾百公里之外呢，無(wú)線(xiàn)裝置可以帶來(lái)的好處究竟有多大？

     儲存罐區和其他偏僻地區的儲存設施常常處于這種情況。除非剛剛有操作人員或者運貨司機到過(guò)那里，否則您常常對每個(gè)儲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(fǎng)問(wèn)間隔之內用量過(guò)大，則可能會(huì )導致儲存貨物的液位降低到危險程度――或者更糟，干脆斷貨。另一種變通辦法是，在每個(gè)罐內另外保持一個(gè)“安全儲備”，將部分存貨常備而不用。

    通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式監控儲罐液位可以幫助您避免這兩種麻煩。 在遠程現場(chǎng)自動(dòng)收集測量數據，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送到最近處的移動(dòng)電話(huà)發(fā)射塔，然后再通過(guò)電信網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到您的工廠(chǎng)――或者任何其他需要的地方。

    除了可以對存貨液位有一個(gè)持續的最新的了解之外，您還可以減少訪(fǎng)問(wèn)次數，與此相關(guān)的交通費用也就隨之減少了。

下一節: 符合環(huán)境法規

    符合環(huán)境法規

    增加無(wú)線(xiàn)監控的測量點(diǎn)不但非常經(jīng)濟，而且有助于保護環(huán)境。

    例如，對于管道的流量壓力測量可以幫助探測泄漏――這些泄漏會(huì )導致難以預料的噴射――并且迅速確定泄漏的位置以便您可以在事故引發(fā)之前即可采取適當的措施。

    自動(dòng)化監控還可以減少環(huán)境保護的報告和審計成本。因為通過(guò)監控，您對所有的必要信息都已經(jīng)了如指掌。

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

    問(wèn)題是您根本無(wú)從得知噴射事故發(fā)生的確切時(shí)間、多長(cháng)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。調查員對事故進(jìn)行審核，不管發(fā)生的時(shí)間具體多長(cháng)，即使僅僅發(fā)生在操作人員檢查的數分鐘之前，他也可能會(huì )按照從上次檢查以來(lái)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(wú)線(xiàn)測量發(fā)送器，將信息發(fā)送到控制室的歷史數據記錄器，這樣，您就有了一個(gè)確切記錄的證據，表明噴發(fā)事故何時(shí)發(fā)生，又持續了多長(cháng)時(shí)間。

  下一節：創(chuàng )造無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用機會(huì )

   創(chuàng )造無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用機會(huì )

    我們僅僅討論了關(guān)于無(wú)線(xiàn)技術(shù)在改進(jìn)工廠(chǎng)和過(guò)程操作方面的幾個(gè)例子。但是無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用可能性幾乎是無(wú)限的。從過(guò)程控制、設備監控、環(huán)境監控、資產(chǎn)管理、設備診斷、能量監控/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用等等，無(wú)線(xiàn)技術(shù)都能大顯身手。

    所有需要您費神的問(wèn)題是，您希望對某些地方進(jìn)行測量、管理、控制或者追蹤，但是不能確定是否應該進(jìn)行投資?，F在您投資的機會(huì )來(lái)了。
那么現在，其他的無(wú)線(xiàn)技術(shù)應用者都在創(chuàng )造哪些應用機會(huì )呢？
 
     探測蒸汽管道內冷凝水聚積狀況。有一種很常見(jiàn)的現象，冷凝水沿著(zhù)蒸汽管道在各種不同的位置聚集，產(chǎn)生潛在的“水擊”效應，可能對管道或下游設備造成損害。 但是，您可以通過(guò)在不同的地點(diǎn)沿著(zhù)管道安置無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，觀(guān)察溫度的變化率，并以此判斷冷凝水的集結情況，然后在損壞發(fā)生之前采取行動(dòng)。 
 
    監控濾器於堵情況。 濾器用于收集管道內部的微粒雜質(zhì)，隨著(zhù)時(shí)間的增加可能發(fā)生堵塞。 現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(wú)線(xiàn)傳感器，測量濾器兩邊的壓差，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)對濾器進(jìn)行清潔即可。
 
對旋轉設備進(jìn)行監控。對風(fēng)扇、馬達和泵等過(guò)程工廠(chǎng)設備的典型維修程序，要求技術(shù)人員定期采集振動(dòng)以及其他方面的機器健康信息，頻率例如 每月一次。數據收集的時(shí)間間隔越長(cháng)，發(fā)生不可預料的變化的危險甚至設備故障失靈的可能性就越大。 另一方面，只要利用無(wú)線(xiàn)振動(dòng)和溫度傳感器，您就可以得到反映不規則變化的即時(shí)信息， 幫助防止非計劃停車(chē)事故。
 

任何溫度、壓力、液位、流量或分析數據的測量都構成應用的可能性。雖然一反傳統但是很有價(jià)值的應用包括：監控管道腐蝕狀況以幫助預測泄漏可能發(fā)生的位置，或者馬達工作時(shí)的電流大小以?xún)?yōu)化其耗能狀況。

下一節: 總結

總結

在本課程中您已經(jīng)學(xué)到， 利用無(wú)線(xiàn)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(wèn)題并且對操作進(jìn)行改進(jìn)。其中的重點(diǎn)知識包括…
 
無(wú)線(xiàn)技術(shù)不僅可以避免鋪設電纜的成本，而且可以消除相關(guān)的費用，例如設計、安裝、試運行以及相關(guān)的基礎設施等等。
 
數據采集自動(dòng)化可以解除需要耗費大量勞力、極易發(fā)生錯誤的手動(dòng)信息采集方式。
 
來(lái)自于現有的HART設備的診斷信息，也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行收集，以增加維修保養的效率并提前探知潛在問(wèn)題。
 

 遠距離庫存監控，更加便利地符合環(huán)保法規及更好的記錄方式，這些功能僅僅是潛在應用中的數種而已。 為什么要采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)？這些應用就是最好的回答。

下一節: 測驗

測驗

下列問(wèn)題可以幫助您回顧您在本課程中學(xué)到的知識。

每個(gè)問(wèn)題都只有一個(gè)正確答案。 每回答正確一次，您會(huì )贏(yíng)得一個(gè)獎勵點(diǎn)數。

準備好了嗎？ 請點(diǎn)擊下面的“＞”圖標。

下一節：?jiǎn)?wèn)題1

測驗――問(wèn)題1

無(wú)線(xiàn)技術(shù)能夠帶來(lái)哪些有線(xiàn)技術(shù)所無(wú)法實(shí)現的利益？

    更快地傳輸測量數據

   降低了增加新的測量點(diǎn)的成本

   進(jìn)行數據壓縮使數據處理速度更快

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

正確！/對不起，正確答案是“通過(guò)減少添加新測量點(diǎn)的成本”

降低所增加的智能無(wú)線(xiàn)測量點(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致不能實(shí)行。

測驗――問(wèn)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(wú)線(xiàn)數據收集方式？

  操作人員的生產(chǎn)效率更高

  錯誤更少

  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“＞”圖標繼續。

正確！/對不起，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)化數據收集的潛在好處。 無(wú)線(xiàn)技術(shù)使這種數據收集方式更經(jīng)濟。

測驗――問(wèn)題3

下列哪個(gè)步驟是以無(wú)線(xiàn)方式采集現有的HART設備的診斷信息所必需的？

 更換儀表
  安裝多路轉換器
 每個(gè)儀表上加裝無(wú)線(xiàn)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“＞”圖標繼續。

正確！/對不起，正確答案是“每個(gè)儀表上加裝無(wú)線(xiàn)適配器”

其他步驟均無(wú)必要。

測驗――問(wèn)題4

下列哪個(gè)選項是無(wú)線(xiàn)技術(shù)應用的潛在益處？

  庫存監控更加精確

  以更低的成本完成為符合環(huán)境法規所需的報告

  管道泄漏探測和確定位置更容易

  所有以上答案
  以上答案均不是

    在選擇答案之后，點(diǎn)擊“＞”圖標繼續。

   正確！/對不起，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――各種應用帶來(lái)的益處幾乎無(wú)限。

   
 
    祝賀您完成了本課程！您的測驗結果顯示在左側表格內。

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