第一次聽(tīng)到OneWireless工業(yè)無(wú)線系統(tǒng)技術(shù)報(bào)告時(shí)，腦子里馬上聯(lián)想到自己從事的設(shè)計(jì)工作：無(wú)線？無(wú)線！好了，我今后不必再去畫什么儀表接線圖、供電系統(tǒng)圖、接線柜端子圖、I/O端子圖了，最煩、最令人討厭的敷設(shè)圖我也只需標(biāo)個(gè)測(cè)點(diǎn)位置就行了！ 當(dāng)然，我也想到了別人：安裝工人也無(wú)需配線、對(duì)線、接線，無(wú)需架電纜橋架；現(xiàn)場(chǎng)維修工人也不用再看接線圖紙，不用檢查線路故障。
冷靜下來(lái)一想，無(wú)線的確有優(yōu)勢(shì)，今后的趨勢(shì)也可能是無(wú)線取代有線。但是，無(wú)線剛出來(lái)，產(chǎn)品價(jià)格還有點(diǎn)貴，怎么用還不清楚，推廣得有個(gè)過(guò)程，學(xué)習(xí)也得有個(gè)過(guò)程。
OneWireless 無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成
OneWireless無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備構(gòu)成有不同的方案，其中最常見(jiàn)的是由無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如無(wú)線變送器）、無(wú)線網(wǎng)關(guān)（多功能節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)）、無(wú)線管理平臺(tái)組成的系統(tǒng)。
無(wú)線變送器是帶無(wú)線通訊功能的變送器；無(wú)線網(wǎng)關(guān)（多功能節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)）支持同無(wú)線變送器的無(wú)線通訊并構(gòu)建一個(gè)通訊速度非常快的無(wú)線Mesh主干網(wǎng)絡(luò)；無(wú)線管理平臺(tái)管理無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用主機(jī)的通訊。
珠江水泥
珠江水泥回轉(zhuǎn)窯上測(cè)溫點(diǎn)，以往采用碳刷滑環(huán)的方式從轉(zhuǎn)動(dòng)的窯體上引出信號(hào)，由于固定的碳刷與轉(zhuǎn)動(dòng)滑環(huán)接觸不好，信號(hào)不穩(wěn)定，影響測(cè)溫效果，故采用無(wú)線方案。2臺(tái)無(wú)線溫度變送器自動(dòng)選擇同多功能節(jié)點(diǎn)M1、M2進(jìn)行無(wú)線通訊，位于控制室附近的多功能節(jié)點(diǎn)M1作為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線管理平臺(tái)及控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。
點(diǎn)評(píng)：回轉(zhuǎn)窯是360旋轉(zhuǎn)，一臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)總有接收不到測(cè)量信號(hào)的時(shí)候，所以這里用了兩臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備上的參數(shù)測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)偶而能碰上，以前有一些只能說(shuō)是應(yīng)付的辦法，很難達(dá)到使用要求，這一回可有了一個(gè)好的解決辦法。
華東電力試驗(yàn)研究院
應(yīng)用情況：電力試驗(yàn)研究院的科研人員經(jīng)常要到各電廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備性能測(cè)試（如汽機(jī)、鍋爐性能測(cè)試），以往每到一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)除了安裝檢測(cè)儀表外，都需要敷設(shè)電纜并接線。測(cè)試結(jié)束后，又要拆除接線，收回電纜。現(xiàn)在該院配備了全套無(wú)線系統(tǒng)，包括2臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)、22臺(tái)表壓變送器、10臺(tái)差壓變送器、5臺(tái)絕壓變送器、15臺(tái)溫度變送器、4臺(tái)模擬量輸入變送器、無(wú)線管理平臺(tái)。
點(diǎn)評(píng)：一般的現(xiàn)場(chǎng)使用有線設(shè)備要敷設(shè)管線，要接線，再麻煩也就在開(kāi)頭安裝這一次，而在這里提到的測(cè)試工作在不同現(xiàn)場(chǎng)要重復(fù)多次。無(wú)需接線，無(wú)需敷設(shè)電纜，靈活方便，準(zhǔn)備工作大大簡(jiǎn)化，無(wú)線系統(tǒng)的優(yōu)越性就充分體現(xiàn)出來(lái)。
中石化鎮(zhèn)海煉化8公里乙烯運(yùn)輸管線
應(yīng)用情況：中石化鎮(zhèn)海煉化計(jì)劃修建一條低溫乙烯運(yùn)輸管線，總長(zhǎng)約7,650m，連接裝卸碼頭和低溫罐區(qū)。乙烯運(yùn)輸溫度要求為-150℃至-100℃。為確保管線運(yùn)輸正常工作，需要對(duì)圖1 廣州珠江水泥：轉(zhuǎn)窯無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)管線溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。管線兩端約500m各有一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，其他5個(gè)測(cè)點(diǎn)分布為平均每隔1km一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，共有7個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)。管線溫度數(shù)據(jù)要求傳輸至低溫罐區(qū)控制室DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如果采用常規(guī)的有線方案，距離過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)衰減導(dǎo)致不能正常測(cè)量。采用OneWireless工業(yè)無(wú)線解決方案，無(wú)需安裝電纜、橋架和接線，非常容易就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)乙烯管線的監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)配置如下：
多功能節(jié)點(diǎn)，3臺(tái)；
無(wú)線溫度變送器，5臺(tái)；
無(wú)線管理平臺(tái)，軟件25點(diǎn)；
工作站，DELL D630；
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)授權(quán)設(shè)備，XSK00。
乙烯運(yùn)輸管線無(wú)線通訊系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖2，中，M1~M3為多功能節(jié)點(diǎn)，T1~T5為無(wú)線溫度變送器。無(wú)線溫度變送器同多功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通訊，3臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)之間無(wú)線通訊構(gòu)建mesh無(wú)線主干網(wǎng)，位于低溫罐區(qū)的多功能節(jié)點(diǎn)M1作為網(wǎng)關(guān)，把所有數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸至罐區(qū)DCS控制系統(tǒng)，采用Modbus RS485 同控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成，可完成如下功能：可視化監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通訊狀態(tài)；支持無(wú)線變送器在線遠(yuǎn)程組態(tài)；負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的診斷和安全管理。由于多功能節(jié)點(diǎn)與無(wú)線溫度變送器之間最遠(yuǎn)距離約3km，多功能節(jié)點(diǎn)M2與M3之間距離約6km，所以多功能節(jié)點(diǎn)與無(wú)線溫度變送器均配置了定向板狀高增益天線，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊（通訊距離分別可達(dá)4km、10km）。
點(diǎn)評(píng)：對(duì)測(cè)點(diǎn)少、相互間距離過(guò)長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)，采用無(wú)線傳輸方案就具有減少管線敷設(shè)投資、提高測(cè)量精度的優(yōu)點(diǎn)，試想一下，總長(zhǎng)約7650m的管線上的7個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，每個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)平均敷設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)在4km左右，4km管線中的兩芯導(dǎo)線、保護(hù)管及施工費(fèi)用，大約在12萬(wàn)元左右，總共七八十萬(wàn)元花在管線上（投資應(yīng)該超過(guò)全部無(wú)線設(shè)備的費(fèi)用），實(shí)在是劃不來(lái)。
中石油大連石化
應(yīng)用情況：在溶劑再生裝置/酸水氣提裝置管線（包括富溶劑、輕烴、貧溶劑、酸性水等介質(zhì)）上安裝CEW6000M無(wú)線腐蝕變送器進(jìn)行管線無(wú)線腐蝕監(jiān)測(cè)，包括2臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)、8臺(tái)無(wú)線腐蝕變送器(配電極、探針)。無(wú)線腐蝕監(jiān)測(cè)采用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行精確的總體腐蝕速率測(cè)量和點(diǎn)蝕的測(cè)量，可同時(shí)給出總體腐蝕率、點(diǎn)蝕系數(shù)、斯特恩-蓋里常數(shù)以及腐蝕機(jī)理因子4個(gè)參數(shù)，即可對(duì)管道的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)防管道泄漏，減少維護(hù)費(fèi)用，從而實(shí)現(xiàn)管線遠(yuǎn)程在線診斷、預(yù)測(cè)維護(hù)和報(bào)警。
點(diǎn)評(píng)：這是國(guó)內(nèi)首套無(wú)線腐蝕變送器的應(yīng)用，其在線診斷、預(yù)測(cè)維護(hù)功能是高水平的用戶期盼的。近年來(lái)中石油大連石化因設(shè)備泄漏故障頻發(fā)造成數(shù)次火災(zāi)，同一企業(yè)內(nèi)的溶劑再生裝置/酸水氣提裝置所使用的設(shè)備是否對(duì)他們有所啟示呢？畢竟安全是第一位的。
中聯(lián)煤層氣山西沁縣氣田
應(yīng)用情況：無(wú)線系統(tǒng)包括：31臺(tái)各類無(wú)線壓力、溫度、多輸入變送器；6臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)；5臺(tái)無(wú)線視頻；10套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)；無(wú)線管理平臺(tái)。涵蓋了方圓5公里的10口煤層氣井的溫度、壓力、流量及抽油機(jī)停機(jī)狀態(tài)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及5口氣井的無(wú)線視頻監(jiān)控，其中5口煤層氣井的溫度、壓力、流量的數(shù)據(jù)是通過(guò)無(wú)線變送器采集、5口煤層氣井的溫度、壓力、流量的數(shù)據(jù)為常規(guī)儀表，通過(guò)有線方式采集后，再通過(guò)多點(diǎn)無(wú)線模擬量輸入變送器轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)后輸出。
點(diǎn)評(píng)：據(jù)介紹這是一個(gè)國(guó)家煤層氣高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程，煤層氣井共有150口，真正大規(guī)模的應(yīng)用還在后面呢。太陽(yáng)能、視頻監(jiān)控、無(wú)線，果真是示范工程，全是最時(shí)髦的，但也許用在這個(gè)溝壑縱橫的偏僻山區(qū)就是最合適的。煤層氣井相互間距較遠(yuǎn)，無(wú)線可能是最經(jīng)濟(jì)的；偏僻的地方人跡罕至，視頻監(jiān)控可能是最安全的；距離遠(yuǎn)又偏僻，供電是個(gè)難題，太陽(yáng)能發(fā)電可能是最現(xiàn)實(shí)的。
這里還有一個(gè)特點(diǎn)是有線、無(wú)線結(jié)合，5口煤層氣井是清一色的無(wú)線設(shè)備，另外5口煤層氣井則是常規(guī)有線儀表與多點(diǎn)無(wú)線模擬量輸入變送器組合，看來(lái)有的時(shí)候需要采用這樣一些靈活的配置方案。
中石油西固油庫(kù)
應(yīng)用情況：中石油西北銷售公司西固油庫(kù)改造項(xiàng)目中，要求做到以下幾點(diǎn)：在罐區(qū)增加輸油管路壓力測(cè)點(diǎn)；支持員工在鐵路棧橋作業(yè)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)獲取控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)錄入裝車數(shù)據(jù)和信息；實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)離控制室的油庫(kù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
由于輸油管線的壓力測(cè)點(diǎn)與控制中心之間被鐵路分隔、現(xiàn)有橋架和電纜溝已經(jīng)接近滿載，實(shí)施方案采用霍尼韋爾公司的PKS控制系統(tǒng)和無(wú)線信號(hào)傳輸方案，所提供的無(wú)線設(shè)備包括：5臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)、23臺(tái)無(wú)線壓力變送器和5臺(tái)無(wú)線閥位回訊變送器、4臺(tái)移動(dòng)工作站/RESS Server、無(wú)線管理平臺(tái)。
西固油庫(kù)無(wú)線通訊結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3，無(wú)線變送器現(xiàn)場(chǎng)圖片見(jiàn)圖4。
通過(guò)5個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)同時(shí)支持3種無(wú)線應(yīng)用：
支持4個(gè)移動(dòng)工作站，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)時(shí)可實(shí)時(shí)瀏覽PKS控制系統(tǒng)各類畫面及輸入鐵路裝卸站臺(tái)的過(guò)程數(shù)據(jù)；
支持同23臺(tái)無(wú)線壓力變送器和5臺(tái)無(wú)線閥位回訊變送器的通訊和過(guò)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；
采用Modbus TCP將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有線接入油庫(kù)計(jì)量PLC控制系統(tǒng)和油庫(kù)PKS控制系統(tǒng)。
霍尼韋爾公司還為該項(xiàng)目提供PKS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理系統(tǒng)、油品移動(dòng)系統(tǒng)、公路自動(dòng)付油系統(tǒng)、鐵路定量裝車系統(tǒng)、訂單管理系統(tǒng)、在線設(shè)備管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線通訊及廣播系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和績(jī)效管理系統(tǒng)。2010年12月投運(yùn)后，裝運(yùn)20t油的油罐車所需時(shí)間由40min縮短為25min，油罐車裝運(yùn)工由7人/班減少為2人/班；火車裝運(yùn)原由人工抄寫車號(hào)再計(jì)算機(jī)錄入的工作由無(wú)線手抄器完成；視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)的投入提高了罐區(qū)安全管理水平。
支持現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)有移動(dòng)工作站、IntelaTrac PKS無(wú)線手持巡檢設(shè)備，這兩種現(xiàn)場(chǎng)人員手持設(shè)備，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，執(zhí)行資產(chǎn)智能管理。
點(diǎn)評(píng)：因有鐵路站臺(tái)的分隔，有線傳輸?shù)姆桨笩o(wú)法實(shí)施，這是采用無(wú)線方案最早的理由；油庫(kù)計(jì)量PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是通過(guò)多功能節(jié)點(diǎn)無(wú)線傳輸?shù)接蛶?kù)PKS控制系統(tǒng)，也就是說(shuō)，無(wú)線系統(tǒng)不僅傳送無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備測(cè)量的信息，同時(shí)還可以在兩個(gè)控制系統(tǒng)之間遠(yuǎn)距離傳送信息；無(wú)線技術(shù)將過(guò)程自動(dòng)化延伸到了控制室之外，無(wú)線手持巡檢設(shè)備，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，移動(dòng)工作站這可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)無(wú)線的方式訪問(wèn)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、圖形、過(guò)程畫面、維護(hù)信息和其它重要數(shù)據(jù)，我想，這是否相當(dāng)于將操作站搬到現(xiàn)場(chǎng)？
申能上海臨港燃?xì)怆姀S
應(yīng)用情況：上海臨港燃?xì)怆姀S有4套350MW燃?xì)鈾C(jī)組，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)檢測(cè)采用有線變送器，所測(cè)量的過(guò)程信息傳送到西門子DCS。電廠4套機(jī)組配有4套DCS，2套DCS公用一個(gè)控制室，各套DCS之間完全隔離，但又要求控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要保障其他機(jī)組的DCS操作站可以監(jiān)視故障機(jī)組最重要的25個(gè)參數(shù)。25個(gè)參數(shù)中包括鍋爐部分的主蒸汽流量等 16個(gè)測(cè)點(diǎn)，還包括汽輪發(fā)電機(jī)部分的汽輪機(jī)真空等9個(gè)測(cè)點(diǎn)。
4套機(jī)組每套配一臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)作為其網(wǎng)關(guān)，采用ModbusRTU協(xié)議以RS485信號(hào)電纜有線接入DCS控制系統(tǒng)。這4臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)成無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)，每套鍋爐機(jī)組的無(wú)線數(shù)據(jù)通過(guò)自己的多功能節(jié)點(diǎn)可集中匯入統(tǒng)一的無(wú)線數(shù)據(jù)庫(kù)，從而每套DCS不但可以通過(guò)自己的多功能節(jié)點(diǎn)獲得本機(jī)組的無(wú)線數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以獲得其它3個(gè)機(jī)組的無(wú)線數(shù)據(jù)，從而滿足上述要求。
霍尼韋爾公司為該項(xiàng)目提供了253臺(tái)有線變送器、101臺(tái)無(wú)線變送器、4臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)和1套無(wú)線管理平臺(tái)。
點(diǎn)評(píng)：4套350MW燃?xì)鈾C(jī)組各自的DCS完全隔離，在控制系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大的潮流中，這個(gè)思路看起來(lái)怪怪的，但仔細(xì)一想也是蠻有道理的，肯定也是從他們自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的。這個(gè)方案如果采用有線方式實(shí)施，附加的設(shè)備、管線之多實(shí)在是難以想象。這里采用無(wú)線方案完美的解決這個(gè)難題的確有創(chuàng)意，讓我又學(xué)了一手。
再?gòu)恼麄€(gè)系統(tǒng)看，又是一個(gè)有線、無(wú)線結(jié)合的例子，這樣做充分發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)。上面提到的每套機(jī)組25個(gè)無(wú)線變送器檢測(cè)的參數(shù)，分析一下，這些參數(shù)肯定也同時(shí)采用有線變送器檢測(cè)，從而做到同一參數(shù)中一套有線、一套無(wú)線，用不同方式實(shí)現(xiàn)冗余，其可靠性應(yīng)該是最好的。
中石化某乙烯廠罐區(qū)
應(yīng)用情況：無(wú)線系統(tǒng)包括：290臺(tái)各類無(wú)線壓力、溫度變送器；38臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)（包括5臺(tái)主網(wǎng)關(guān)和5臺(tái)冗余網(wǎng)關(guān)）；Experion Server 內(nèi)嵌無(wú)線管理平臺(tái)。用于乙烯廠原料罐區(qū)、中間罐區(qū)、產(chǎn)品罐區(qū)的溫度、壓力、汽車衡數(shù)據(jù)采集。在網(wǎng)關(guān)接入Experion FTE（容錯(cuò)以太網(wǎng)）之前，安裝了無(wú)線防火墻，只允許無(wú)線I/O數(shù)據(jù)雙向通過(guò)，而阻隔可能的病毒和垃圾信息，有效保護(hù)控制網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，避免通訊中斷或丟失數(shù)據(jù)等情形的發(fā)生。
點(diǎn)評(píng)：因控制系統(tǒng) DCS Experion 與無(wú)線系統(tǒng)都是霍尼韋爾公司的，只需使用內(nèi)嵌在 Experion C300 控制器與服務(wù)器中的無(wú)線管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一體化集成。該系統(tǒng)的規(guī)模是目前中國(guó)最大的，離我想象中應(yīng)該達(dá)到幾千個(gè)點(diǎn)的規(guī)模已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
結(jié)束語(yǔ)
目前見(jiàn)諸報(bào)道的應(yīng)用實(shí)例不是太多，還有像無(wú)線讀表器、無(wú)線可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)、無(wú)線設(shè)備振動(dòng)（健康狀態(tài)）監(jiān)測(cè)變送器、無(wú)線閥門回訊變送器（定位器）等類型的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備尚未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)應(yīng)用的報(bào)道，我也還在等待國(guó)內(nèi)有更多的創(chuàng)新應(yīng)用，以不斷地研究學(xué)習(xí)。我始終相信：工業(yè)無(wú)線技術(shù)的發(fā)展前景是無(wú)限的。
