伴隨著(zhù)工業(yè)控制系統從DDC(計算機直接數字控制)到DCS,再到FCS的(現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統)應用,工業(yè)通訊技術(shù)的應用也在不斷升級。
工業(yè)無(wú)線(xiàn)帶來(lái)的變革
自工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)誕生以來(lái),其在工業(yè)環(huán)境中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的地位,也為工廠(chǎng)生產(chǎn)運行帶來(lái)了諸多變革。對此,煙臺萬(wàn)華化工設計院有限公司(隸屬萬(wàn)華化學(xué)集團股份有限公司)質(zhì)量技術(shù)部經(jīng)理王永勝談到,工廠(chǎng)中常用的智能設備(包括智能儀表、閥門(mén)、旋轉設備和工藝設備等)都蘊含著(zhù)豐富的診斷信息,但是傳統的自動(dòng)化方案不能最大程度地利用這些有價(jià)值的信息。在工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)出現之前,任何的自動(dòng)化結構都是通過(guò)布線(xiàn)方式實(shí)現的,然而有些場(chǎng)合布線(xiàn)困難或是成本過(guò)高,導致監測困難。
王永勝(1972~) 男,山東諸城人,自動(dòng)化碩士,化學(xué)工程博士,高級工程師,現任煙臺萬(wàn)華化工設計院有限公司(隸屬萬(wàn)華化學(xué)集團股份有限公司)質(zhì)量技術(shù)部經(jīng)理,曾任煙臺萬(wàn)華聚氨酯股份有限公司技術(shù)研究部?jì)x表控制經(jīng)理。承擔過(guò)國家CIMS課題的研究工作,在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )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(guò)研究工作。結合煙臺萬(wàn)華多期技改工程項目,對于化工自動(dòng)化儀表、閥門(mén)的選型和應用及國內外多種DCS、PLC系統的選型、系統組態(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(dòng)化產(chǎn)業(yè)年會(huì )用戶(hù)專(zhuān)家評審。
由此可見(jiàn),工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用為化工行業(yè)至少帶來(lái)了以下幾方面變革。(1)通過(guò)進(jìn)一步拓寬設備監測信息,及時(shí)排除小故障,總體上可延長(cháng)工廠(chǎng)設備的使用壽命;(2)通過(guò)提升設備的預防性維護(比如,旋轉設備以及危險場(chǎng)合等難于監測的點(diǎn)),增加設備的在線(xiàn)率,從而可提高裝置的生產(chǎn)效率;(3)通過(guò)對有故障預警的設備進(jìn)行及時(shí)維護,真正實(shí)現了預測性維護,從而可大大減少傳統的日常巡檢和維護工作量;(4)更好地滿(mǎn)足安全和環(huán)保的要求。
而這也是工業(yè)無(wú)線(xiàn)區別于其他工業(yè)通訊技術(shù)最大的優(yōu)勢。但即便如此,據王永勝介紹,當前,DCS仍是國內化工控制系統的應用主流,FCS用戶(hù)量不足5%,關(guān)于工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用更是少之又少,據了解,許多潛在用戶(hù)還處于觀(guān)望狀態(tài),部分隨機附帶的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品還未真正派上用場(chǎng)。
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在化工領(lǐng)域的應用日趨成熟
雖然在化工領(lǐng)域FCS的用戶(hù)量不足5%,但是自2005年上海賽科項目率先成功應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以來(lái),越來(lái)越多的用戶(hù)也在考慮嘗試FCS的應用,比如目前在建的萬(wàn)華化學(xué)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(shí)上,現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢,王永勝認為,第一,它具有更好的開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò )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(jiǎn)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(shù)是節能減排不可或缺的“情報員”
隨著(zhù)全社會(huì )對環(huán)保問(wèn)題的日趨關(guān)注,“十二五”規劃中也對化工行業(yè)提出了節能減排的相關(guān)要求,而工業(yè)通訊技術(shù)在化工企業(yè)的節能減排工作中也充當著(zhù)重要的角色。
我們不妨先看看來(lái)自美國能源部的最新統計數據: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(lái)看Emerson的應對措施:使用羅斯蒙特708無(wú)線(xiàn)聲波變送器,就可以對所有的關(guān)鍵疏水器進(jìn)行穩定的監測和精確的測量,從而盡早發(fā)現疏水器的故障,防止蒸汽的持續損失。此外,708無(wú)線(xiàn)聲波變送器還可以穩定地監測工廠(chǎng)所有區域的主要安全閥,及時(shí)發(fā)現泄放,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(shuō)明,工業(yè)通訊的技術(shù)進(jìn)步,使得以往不能夠有效預防的能源浪費和過(guò)多污染排放得到解決,若非無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù),上述情況將不容樂(lè )觀(guān)。他認為,如果將工藝方案的優(yōu)化稱(chēng)為節能減排的“指揮官”,那么工業(yè)通訊技術(shù)就是節能減排不可或缺的“情報員”,為節能減排工作帶來(lái)了新的利潤增長(cháng)點(diǎn)和較大的提升空間。
最后,王永勝總結道,未來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用普及還將經(jīng)歷較長(cháng)的時(shí)期,這有賴(lài)于眾多業(yè)主的觀(guān)念轉變、供應商的產(chǎn)品宣傳力度和技術(shù)支持、甚至是國家的政策扶持。但可以肯定的是:越來(lái)越多的工業(yè)實(shí)踐證明,現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)是行之有效的;越來(lái)越清晰的世界環(huán)保趨勢以及越來(lái)越嚴苛的政府環(huán)保指標要求,將加速推進(jìn)工業(yè)通訊的技術(shù)進(jìn)步和應用歷程。
摘自《自動(dòng)化博覽》2014年3期