霍尼韋爾公司過(guò)程控制部 Jeff Becker，Jerry Stanek

    Jeff Becker，霍尼韋爾公司過(guò)程控制部無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)部主管，曾擔任過(guò)工程、銷(xiāo)售、市場(chǎng)和管理職務(wù)，并擁有圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位。Jerry Stanek，霍尼韋爾公司石油和天然氣部門(mén)業(yè)務(wù)經(jīng)理，在石油和天然氣領(lǐng)域有著(zhù)30多年的經(jīng)驗，參與過(guò)上游生產(chǎn)設備的工程設計和采購等，擁有西雅圖城市大學(xué)電信學(xué)士學(xué)位。

    石油管道和煉油廠(chǎng)的地理位置給運營(yíng)商帶來(lái)了挑戰：如何保持系統的高效運營(yíng)和有效維護。在美國，大部分的煉油廠(chǎng)都位于墨西哥灣沿岸，設備需要承受高溫、高濕度、暴風(fēng)雨和颶風(fēng)。在這些環(huán)境條件下，煉油廠(chǎng)的設備和輸油管道除了正常工作條件外，還要承受很大的壓力。對于負責保證設備正常運行的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，能夠獲取準確的實(shí)時(shí)性能數據非常寶貴。

    技術(shù)人員從車(chē)間獲得的信息越多越詳細，就可以越準確地作出預防性維護的決策。例如，如果技術(shù)人員能夠實(shí)時(shí)監測到鍋爐的日常運行時(shí)間、壓力水平和排汽溫度，那么就可以在設備發(fā)生故障之前立即確定問(wèn)題并加以修復。如果能夠獲得歷史運行數據，那么技術(shù)人員就可以知道自從上一次維護檢查后單元運行的周期次數，從而確定是否需要立即維修還是要等到下一次計劃停工檢修期再說(shuō)。

    工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢

    對于所有的加工制造業(yè)來(lái)說(shuō)，保證正常工作時(shí)間對于企業(yè)的成功都是至關(guān)重要的，石油和天然氣及烴加工廠(chǎng)也是如此。煉廠(chǎng)中可以采用以下三種方式來(lái)監控生產(chǎn)設備和輸送管道：使用無(wú)線(xiàn)變送器、使用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或者采用人工檢查的方式。

    然而，由于很多管道處于嚴酷的環(huán)境條件和地理地帶，并且覆蓋了廣大的地域，因此采用人工或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的方式來(lái)監控這些基礎設施既不太可能，也成本昂貴。精煉廠(chǎng)也是這種情況。即使煉廠(chǎng)的地理位置有利于制造工業(yè)，但是其工作環(huán)境也會(huì )為有線(xiàn)和人工監控帶來(lái)困難。

    這正是工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的用武之地，因為其靈活性和移動(dòng)性可用來(lái)遠程監控整個(gè)工廠(chǎng)中的設備。對于輸油管道也是如此。工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以在整個(gè)管道范圍內使用，也可以只在某個(gè)特定的部分使用。

    工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)還可以用于有爆炸性危險的環(huán)境中以提高安全性。因為傳統的有線(xiàn)方案需要持續供電才能工作，因此會(huì )有產(chǎn)生火花的危險，而工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)使用的則是電池或太陽(yáng)能。與有線(xiàn)方案相比，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )避免了購買(mǎi)和安裝有線(xiàn)架構的成本，因此更加經(jīng)濟。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )還提供了即插即用的配置，與數英里的布線(xiàn)方式相比，極大地簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程。

    選擇工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

    對于所有工業(yè)應用來(lái)說(shuō)，安裝無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的架構和策略都是一樣的。所不同的地方可能在于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的規模。無(wú)線(xiàn)方案的架構可以是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )也可以是多個(gè)網(wǎng)絡(luò )，可以是小型網(wǎng)絡(luò )也可以是多點(diǎn)的大型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )。具體采用何種網(wǎng)絡(luò )配置應當取決于應用的場(chǎng)合。工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的總體用途可以分為三大類(lèi)：安全性、可靠性和效率，對于石油和天然氣及乙烯加工煉廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，這些因素是很關(guān)鍵的。

    評估無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，要考慮的關(guān)鍵因素有：

    無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是否工作在一個(gè)復雜的無(wú)線(xiàn)頻率環(huán)境中？

    無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )能否具備支持多種刷新速度進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸的能力？

    無(wú)線(xiàn)變送器的電池壽命是否滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間供電的要求？

    是否需要在整個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現端到端的數據安全性？

    是否具有擴展性，以滿(mǎn)足未來(lái)使用需要及支持多種無(wú)線(xiàn)應用來(lái)擴展無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的規劃？

    應當在審核階段一開(kāi)始就考慮這些問(wèn)題，從而保證選擇適當的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，以滿(mǎn)足當前和未來(lái)應用的需求。
                      
    霍尼韋爾過(guò)程解決方案的OneWireless網(wǎng)絡(luò )架構應當謹記，無(wú)線(xiàn)技術(shù)不僅僅限于過(guò)程數據采集和設備監控，尤其是當你評估網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)應用時(shí)，在決定無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )應當如何隨著(zhù)業(yè)務(wù)而擴展，并支持多種應用時(shí)，這是一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵因素。

    例如，如果在一開(kāi)始沒(méi)有對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )啟用高質(zhì)量的服務(wù)，那么擴展更多的無(wú)線(xiàn)應用，如應對緊急事故時(shí)，就可能造成網(wǎng)絡(luò )的超負荷。由于網(wǎng)絡(luò )的可用帶寬不足以支持來(lái)自過(guò)程數據采集無(wú)線(xiàn)設備（無(wú)線(xiàn)變送器）和緊急事件監測無(wú)線(xiàn)設備的通訊傳輸，因此就會(huì )發(fā)生上述情況。所以考慮在什么地方安裝無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是很重要的。

    如果網(wǎng)絡(luò )將要運行在復雜的無(wú)線(xiàn)頻率環(huán)境下，那么就應當確定合適的無(wú)線(xiàn)架構以降低風(fēng)險。如果需要在以后添加新的無(wú)線(xiàn)應用，那么網(wǎng)絡(luò )能夠支持各種多快刷新速度的傳輸而不會(huì )犧牲電池電量就非常關(guān)鍵。例如，如果網(wǎng)絡(luò )僅支持高速傳輸，那么以較快的數據刷新速度就會(huì )縮短無(wú)線(xiàn)變送器的電池壽命并占用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的帶寬。反過(guò)來(lái)，較低速度的網(wǎng)絡(luò )可能無(wú)法為更關(guān)鍵的應用提供滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求的數據。

    整個(gè)工廠(chǎng)中可能會(huì )遍布數百個(gè)數據監測點(diǎn)，因此具有足夠的帶寬將可以保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的工作效率，此外還能保證無(wú)線(xiàn)變送器最大限度地利用電池能量。由于可能需要更換遍布整個(gè)工廠(chǎng)的數百個(gè)測點(diǎn)中的電池，因此無(wú)線(xiàn)變送器電池的壽命是制造商普遍關(guān)注的問(wèn)題。

    不管怎樣，相比較減少布線(xiàn)帶來(lái)的成本節約，更換電池的費用并不高昂。評估無(wú)線(xiàn)解決方案時(shí)，很多廠(chǎng)商提供的都是極低刷新速度下的電池壽命。了解到這一點(diǎn)后，您就應當選擇自己所需的刷新速度并詢(xún)問(wèn)在該刷新速度下的電池壽命。業(yè)內的標準刷新速度通常為3至5秒。

    下一步是要保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全。為了防止惡意侵犯并保護員工、知識產(chǎn)權和市場(chǎng)占有率，安全性是必不可少的。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的安全防護措施應當易于部署、維護簡(jiǎn)便、并且能夠提供多層保護。采用分層的安全措施可以防止多種風(fēng)險，例如：? 位于工廠(chǎng)之外的被動(dòng)式監聽(tīng)器可以讀取和訪(fǎng)問(wèn)數據。為了降低這種危險，網(wǎng)絡(luò )中應當采用機密性和加密的消息傳輸。

    主動(dòng)式監聽(tīng)器可以截獲一個(gè)正確的消息然后再發(fā)送一個(gè)錯誤的消息、更改真實(shí)的消息或者重放過(guò)去的消息。為了避免這種情況，網(wǎng)絡(luò )應當采用消息完整性和重放保護機制，包括時(shí)間標簽、循環(huán)碼校驗和其他消息標記。

    帶病毒的設備可能會(huì )取代合法的無(wú)線(xiàn)變送器并不斷地向系統發(fā)送錯誤消息。為了降低這種風(fēng)險，網(wǎng)絡(luò )應當采取來(lái)源認證措施。

    采用拒絕服務(wù)式攻擊（DoS）的攻擊者將用大量的錯誤消息轟炸系統，使正確的消息無(wú)法通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，從而在事實(shí)上中斷所有通過(guò)無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通訊。安全的網(wǎng)絡(luò )應當采用認證、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )、冗余路徑等組合方式來(lái)抵抗拒絕服務(wù)式攻擊，并通過(guò)高性能的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )架構來(lái)減輕這種效應。

    確定無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全措施時(shí)，應當考慮到工廠(chǎng)和管道的位置、因安全破壞造成的潛在危害以及傳輸的數據關(guān)鍵程度。對于要求高度安全性的網(wǎng)絡(luò )，系統應當提供強大的加密、完整的認證以及分層的保護。系統還應當提供端到端的數據加密，這意味著(zhù)數據在到達有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之前始終是加密的。

    正確地選擇無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )需要考慮到網(wǎng)絡(luò )的工作環(huán)境、可用的網(wǎng)絡(luò )帶寬、無(wú)線(xiàn)變送器的刷新速度和電池壽命以及安全要求。

    罐區遠程數據監控

    Reliance Industries（RIL）是印度能源和材料市場(chǎng)上最大的私營(yíng)公司。當需要從原油罐區最遠端獲得可靠的儲油罐液位和溫度讀數時(shí)，該公司遇到了困難。RIL公司現有的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )位于工廠(chǎng)內部，距離很遠，給技術(shù)人員進(jìn)行系統維護和布線(xiàn)帶來(lái)困難。

    針對數據遠程采集監控的挑戰，RIL認為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可以帶來(lái)最大的優(yōu)勢。該公司選擇了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，因為這種網(wǎng)絡(luò )可以覆蓋更廣的區域，并且在某個(gè)無(wú)線(xiàn)節點(diǎn)故障的情況下可以提供系統的故障切換。

    通過(guò)從有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )轉換到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)監控遠程原油罐區，RIL公司節約了儀表電纜、人工和維護的成本。應用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )后，RIL公司消除了不準確的數據采集，避免了不正確的容量使用和潛在的貿易結算偏差。

    開(kāi)放的標準

    大多數的無(wú)線(xiàn)技術(shù)都采用了開(kāi)放的標準協(xié)議，這保證了網(wǎng)絡(luò )可以與各種新、舊應用一起運行。目前存在著(zhù)多種標準有線(xiàn)開(kāi)放接口協(xié)議，例如Modbus、OPC、HART、Foundation Fieldbus、Profibus和以太網(wǎng)等。在實(shí)踐中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )使用的協(xié)議對網(wǎng)絡(luò )的實(shí)現沒(méi)有影響。相反，重要的是應當驗證開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )支持開(kāi)放協(xié)議標準。
   
    基于開(kāi)放協(xié)議的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可以允許系統連接到工廠(chǎng)中還在使用的多種固有應用的和新的應用。這樣網(wǎng)絡(luò )就可以為整個(gè)工廠(chǎng)提供服務(wù)，而不僅僅局限于某個(gè)部門(mén)?？梢允篃o(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )支持多種應用。了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )未來(lái)可能的多種應用，有助于確定應用所需的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )架構和設備的類(lèi)型。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)的工業(yè)應用

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)在煉油廠(chǎng)和乙烯加工工業(yè)中的用途非常廣泛，包括壓力、腐蝕、溫度和氣體排放監控、儲油罐液位管理、預防性維護計劃、資產(chǎn)管理和員工跟蹤，并且可以實(shí)現雙向通訊。通過(guò)Repsol YPF公司的例子我們可以了解到無(wú)線(xiàn)技術(shù)在監控石油管道內部壓力方面起到的關(guān)鍵作用。該公司完成了阿根廷科羅拉多河的水下管道交叉，其中包括河下的一條石油管道、兩條天然氣管道和一條585米的溝渠，將Medoza Head和Neuquen Head油田連接起來(lái)。

    政府的規范要求對管道進(jìn)行正確的監控，以避免石油因管道破裂涌入河中。為了確保管道的安全性，避免對環(huán)境造成破壞，Repsol公司決定對管道的壓力進(jìn)行持續監測，并將數據集成到監控和數據采集（SCADA）系統中。

    為了給監控系統傳輸實(shí)時(shí)數據，Repsol公司對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )均作了評估。該公司認為使用無(wú)線(xiàn)技術(shù)來(lái)連接Medoza Head和Neuquen Head可以更好地節約成本。Repsol公司在兩個(gè)管道接頭處均安裝了無(wú)線(xiàn)壓力變送器，并在Neuquen Head采用已有的遠程終端單元將數據發(fā)送到SCADA系統。

    通過(guò)安裝無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，Repsol公司不但節約了成本，而且還消除了接線(xiàn)、數據轉換等過(guò)程中的數據傳輸故障。

    安裝一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

    Repsol公司決定只安裝一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，這與該公司需要解決的問(wèn)題完全吻合。該公司認為目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )只有一個(gè)用途，即監測管道的壓力。確定了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )僅用于單一應用后，Repsol公司認為沒(méi)有必要安裝多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )或者更大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )。

    單一架構、支持多種無(wú)線(xiàn)應用的工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )拓撲結構能夠為用戶(hù)提供更大的靈活性，既可以支持控制層次的應用，也可以支持設備層次的應用，能夠與無(wú)線(xiàn)變送器和Wi-Fi無(wú)線(xiàn)設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。這種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )基本上是DCS控制網(wǎng)絡(luò )的擴展和延伸。其拓撲結構將依賴(lài)W-VLAN技術(shù)來(lái)創(chuàng )建一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò )，用于人機交互界面過(guò)程顯示和移動(dòng)操作的全面應用。

    單一架構、支持多種無(wú)線(xiàn)應用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在車(chē)間層次上更加容易維護和監控。它們采用了高速通訊的主干無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸數據，這樣無(wú)線(xiàn)設備就可以無(wú)線(xiàn)回傳，從而減少了現場(chǎng)設備和控制器之間的等待時(shí)間，并延長(cháng)了無(wú)線(xiàn)設備的電池壽命。

    采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的時(shí)機和方式網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )被認為是最全面的工業(yè)無(wú)線(xiàn)解決方案，但是不一定適合所有的部署。此外，適當的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )拓撲結構取決于網(wǎng)絡(luò )的用途。

    無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )可以有效地利用工業(yè)、科學(xué)和醫療（ISM）無(wú)線(xiàn)通訊頻段來(lái)提供傳輸冗余性，從而提高數據傳輸的可靠性。由于使用ISM頻段的通訊設備必須能夠耐受來(lái)自其他ISM設備的干擾，因此這些頻段通常用于未獲許可的操作。例如，美國的ISM頻段是由聯(lián)邦通訊委員會(huì )管理的。

    為了減少有限的ISM頻段中的信號干擾，高效率的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )將采用跳頻擴譜（FHSS）技術(shù)。這種技術(shù)將數據信號與載波信號調制，并在很寬的頻段內周期性地進(jìn)行頻率跳躍。通過(guò)中繼程序后，無(wú)線(xiàn)數據包會(huì )找到通往目的地址的路徑，并通過(guò)具有可靠通信連接的中間節點(diǎn)。

    當發(fā)生因貨車(chē)撞到節點(diǎn)等事故而引起網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )還具有自我恢復的能力。信號的傳輸路徑將被重新安排，繞過(guò)受損的節點(diǎn)而通過(guò)其他節點(diǎn)，從而保證流程數據等關(guān)鍵信息的發(fā)送。

    一般來(lái)說(shuō)，有兩種類(lèi)型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )：傳感器類(lèi)型和干線(xiàn)類(lèi)型。傳感器網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )采用一系列傳感器，在本地區域相互通訊。

    干線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )則帶有供電的節點(diǎn)，可以在更遠的距離上相互通訊，將工廠(chǎng)的各個(gè)部分連接起來(lái)。這些節點(diǎn)使數千個(gè)設備（從現場(chǎng)儀表、移動(dòng)員工設備到語(yǔ)音和視頻通訊）能夠在單一的網(wǎng)絡(luò )基礎設施中共存。制造商通常會(huì )出于兩個(gè)主要原因決定采用多功能的干線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )。首先，可以基于需要監控的點(diǎn)的數量以及這些點(diǎn)的地理分布作出決定。工廠(chǎng)車(chē)間中需要監控的區域越多，安裝無(wú)線(xiàn)干線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )就越經(jīng)濟。其次，一些公司對可靠的通訊以及可預測的電池壽命及數據刷新速度非?？粗?。干線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )利用了通過(guò)供電節點(diǎn)的優(yōu)勢，可以使無(wú)線(xiàn)變送器節約電池能量并提供靈活的數據刷新速度。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)的大規模應用

    哥倫比亞的Ho c o l公司是一家勘探和生產(chǎn)公司，該公司希望提高自己四個(gè)生產(chǎn)油田中三個(gè)油田的生產(chǎn)效率。油田位于Magdalena谷，該谷地從Huila的安第斯山脈最下端一直穿過(guò)Tatacoa沙漠并通過(guò)白雪覆蓋的Nevado del Tolima山，有些地方屬于世界上地理和環(huán)境上最具挑戰性的地點(diǎn)。

    為了提高油田的生產(chǎn)率，Hocol公司認識到必須延長(cháng)設備的正常工作時(shí)間并提高工人的安全保障。公司確定了要實(shí)現以上目標，必須通過(guò)以下途徑：

    改善生產(chǎn)油井的可監控水平，這樣才能及時(shí)、有效地作出生產(chǎn)決策，從而改善操作員的效率。

    減少操作人員的日常輪班次數，從而減少上下班的往返時(shí)間。

    消除日常油井監控班次，使操作人員可以關(guān)注于能夠提高生產(chǎn)的活動(dòng)。

    增加遠程監控石油和天然氣生產(chǎn)活動(dòng)的能力。

    要實(shí)現這些目標，Hocol公司認為，該公司的36個(gè)油井平臺上的110個(gè)油井只實(shí)現了四分之一的生產(chǎn)能力。為了改善物料向生產(chǎn)設施的配送，需要以下系統的信息互聯(lián)和共享：

    每個(gè)井臺的SCADA。

    ESP/VSD制造商等遠程用戶(hù)的SCADA，這樣這些制造商就可以按照性能合同獲得最佳生產(chǎn)配置點(diǎn)。

    主管道泵站的SCADA。

    與生產(chǎn)設施控制系統的信息交換。

    與工藝水處理廠(chǎng)的SCADA。

    為了使這些不同系統能夠有效地進(jìn)行通訊，油井應當包含一個(gè)可編程邏輯控制器（PLC），采用無(wú)線(xiàn)方式與現場(chǎng)無(wú)線(xiàn)變送器無(wú)線(xiàn)通訊，并且對于單獨的油井采用與變速驅動(dòng)器的硬連線(xiàn)接口。

    考慮到該地區的地形布局和植被不適合長(cháng)距離的點(diǎn)對點(diǎn)或多點(diǎn)通訊，Hocol公司決定采用衛星通訊從PLC獲取井臺信息。

    采用P LC與衛星技術(shù)連接的現場(chǎng)變送器進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊為公司提供了靈活性，可以添加、刪除油井或改變油井的生產(chǎn)方法，以及其他控制優(yōu)勢。在井臺的生產(chǎn)通過(guò)一個(gè)主機冗余控制器（PLC）進(jìn)行控制。

    在每個(gè)井口，Hocol公司都采用無(wú)線(xiàn)現場(chǎng)變送器將過(guò)程數據采集到PLC。然后這一信息被傳輸到生產(chǎn)中心，在那里對油井進(jìn)行遠程監控。由于無(wú)線(xiàn)解決方案具有遠程監控的功能，因此主要生產(chǎn)油井可以實(shí)時(shí)提升油井的生產(chǎn)水平。此外，為了保證井臺與生產(chǎn)中心的雙向傳輸交換的交互性，Hocol公司還在一些井臺上安裝了Modbus網(wǎng)關(guān)。

    下面以Hocol公司的哥倫比亞油井為例說(shuō)明該公司采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)獲得的成功。在實(shí)現遠程監控之前，油井的產(chǎn)量為每天86桶，其中含有50%的水分，也就是每天大約生產(chǎn)43桶原油。采用遠程監控后，通過(guò)關(guān)井測試分析，發(fā)現了井壓力下降的原因。采取糾正措施后，哥倫比亞油井的產(chǎn)量提高了1700%，從每天40桶原油達到了每天750桶原油。

    長(cháng)期的投資

    采用工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)是一項長(cháng)期的投資，帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)遠不止是提高工廠(chǎng)效率，并且還面向未來(lái)的業(yè)務(wù)增長(cháng)和效率。工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )架構應當能夠隨著(zhù)業(yè)務(wù)而成長(cháng)和擴展，因此必須考慮到從安裝到支持未來(lái)需要的總體成本。有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間是很容易共存的，但是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )則共享著(zhù)一片有限的物理空間。網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)擴展是不可避免的，如果不考慮到這一點(diǎn)，那么以后添加新的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)就會(huì )造成沖突。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)遠不止是避免布線(xiàn)的成本，還包含對以前難以采集數據的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)以及提高員工效率和安全性等。工廠(chǎng)可以在無(wú)線(xiàn)變送器和控制系統之間提供無(wú)線(xiàn)連接，以便連接到遠程控制器和I/O設備。此外工廠(chǎng)還能從可靠性相關(guān)的應用中獲益，例如旋轉設備的振動(dòng)監測、安全設備、移動(dòng)操作站、訪(fǎng)問(wèn)實(shí)時(shí)數據的手持終端和無(wú)線(xiàn)視頻等。

摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第七期