無(wú)線技術(shù)是近年來(lái)工業(yè)領(lǐng)域熱議的話題,大多數(shù)的用戶都認(rèn)為,無(wú)線技術(shù)可以用于非關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)測(cè),而測(cè)點(diǎn)控制只能依靠有線技術(shù)。2009年6月30日,霍尼韋爾推出的OneWireless?工業(yè)無(wú)線解決方案卻使得“將無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于測(cè)點(diǎn)控制”成為可能。OneWirelessTMR120版本在業(yè)內(nèi)率先推出了全冗余無(wú)線網(wǎng)關(guān)(WSG),使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)一樣可靠,從而可以被用于控制更多的關(guān)鍵流程。這也使得無(wú)線解決方案可以延伸至整個(gè)工廠,用一個(gè)無(wú)線架構(gòu)支持多種工廠應(yīng)用和多種通訊協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表。正如霍尼韋爾在其OneWireless?工業(yè)無(wú)線解決方案的宣傳冊(cè)上說(shuō)明的那樣。
“你需要多少個(gè)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)優(yōu)化工廠運(yùn)行?”
“你只需要1個(gè)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)即可。”O(jiān)neWireless?工業(yè)無(wú)線解決方案為無(wú)線技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)啟了新的空間,也使業(yè)界看到了無(wú)線技術(shù)巨大的發(fā)展?jié)摿Α榱私釵neWireless?工業(yè)無(wú)線解決方案的更多技術(shù)特點(diǎn),并探討無(wú)線技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),《今日自動(dòng)化》近日采訪了霍尼韋爾過(guò)程控制部無(wú)線業(yè)務(wù)經(jīng)理江天生先生。

《今日自動(dòng)化》:日前,霍尼韋爾OneWireless? R120版本無(wú)線解決方案在業(yè)內(nèi)首次設(shè)計(jì)全冗余無(wú)線網(wǎng)關(guān)(WSG),這使得無(wú)線解決方案的功能得到了極有意義的擴(kuò)展,從數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)向控制邁出了重要的一步。除卻全冗余無(wú)線網(wǎng)關(guān)外,該無(wú)線解決方案還有哪些關(guān)鍵的特性得到了改進(jìn)?
江天生:霍尼韋爾公司的OneWireles?無(wú)線解決方案符合ISA100工業(yè)無(wú)線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),可以應(yīng)用于控制:
第一:OneWireless?已經(jīng)具備整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計(jì)OneWireless? R120版本支持冗余的無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)。這就使得OneWireless?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備到控制系統(tǒng)的接口做到完全冗余、自組織、自愈合,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有單點(diǎn)故障。即無(wú)線儀表可以自動(dòng)選擇一個(gè)最優(yōu)的頻道、一個(gè)最優(yōu)的路徑把數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)揭粋€(gè)通訊速度更快的由多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的mesh無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)上,跳頻、mesh多路經(jīng)、自組、自愈。
第二、工業(yè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)ISA100也規(guī)定在6類應(yīng)用中除了安全系統(tǒng)和緊急跳閘回路以外,從第1到第5類即閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制、報(bào)警、監(jiān)測(cè)等都可以應(yīng)用工業(yè)無(wú)線技術(shù),而冗余網(wǎng)關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)更加可靠,從而進(jìn)一步支持把無(wú)線技術(shù)用于控制更多的關(guān)鍵流程。
第三、霍尼韋爾公司的無(wú)線變送器,最快可以設(shè)定1秒的刷新速度,這滿足了控制的速度要求。未來(lái)霍尼韋爾的無(wú)線變送器的刷新速度可以做到250毫秒。
第四,無(wú)線應(yīng)用于控制也就要求無(wú)線變送器的電池供電可靠。霍尼韋爾的無(wú)線變送器在1秒刷新時(shí)、常溫下,電池壽命可以達(dá)到4~5年,完全可以保證應(yīng)用在控制場(chǎng)合時(shí)不會(huì)因?yàn)殡姵毓╇姸霈F(xiàn)問(wèn)題,也就是說(shuō)供電的可靠性也保證了無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于工廠的控制環(huán)節(jié)中。
上述工業(yè)無(wú)線技術(shù)的設(shè)計(jì)加上霍尼韋爾公司測(cè)量設(shè)備的高精度、高穩(wěn)定性一起,支持OneWireless?在過(guò)程控制上的應(yīng)用。
目前霍尼韋爾公司的無(wú)線產(chǎn)品包括構(gòu)建無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的多功能節(jié)點(diǎn)(可配置冗余)、無(wú)線壓力變送器(表壓、絕壓、差壓,差壓可以測(cè)流量液位)、無(wú)線溫度變送器(3通道、一體化法蘭連接、套管連接)、無(wú)線模擬量輸入變送器(3通道)、無(wú)線開(kāi)關(guān)量輸入變送器(3通道)、無(wú)線開(kāi)關(guān)量輸出變送器、無(wú)線腐蝕測(cè)量變送器、無(wú)線閥門定位器、無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)、無(wú)線讀表器、無(wú)線設(shè)備振動(dòng)轉(zhuǎn)速位移監(jiān)測(cè)設(shè)備(8通道)、無(wú)線移動(dòng)工作站、無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)巡檢、無(wú)線攝像頭、無(wú)線即時(shí)定位、無(wú)線超聲波檢測(cè)變送器、無(wú)線I/O轉(zhuǎn)接模塊等等。這些產(chǎn)品都可以在同一平臺(tái)上應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和控制場(chǎng)合。
上述工業(yè)無(wú)線技術(shù)的設(shè)計(jì)加上霍尼韋爾公司測(cè)量設(shè)備的高精度、高穩(wěn)定性一起,支持OneWireless?在過(guò)程控制上的應(yīng)用。
目前霍尼韋爾公司的無(wú)線產(chǎn)品包括構(gòu)建無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)的多功能節(jié)點(diǎn)(可配置冗余)、無(wú)線壓力變送器(表壓、絕壓、差壓,差壓可以測(cè)流量液位)、無(wú)線溫度變送器(3通道、一體化法蘭連接、套管連接)、無(wú)線模擬量輸入變送器(3通道)、無(wú)線開(kāi)關(guān)量輸入變送器(3通道)、無(wú)線開(kāi)關(guān)量輸出變送器、無(wú)線腐蝕測(cè)量變送器、無(wú)線閥門定位器、無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)、無(wú)線讀表器、無(wú)線設(shè)備振動(dòng)轉(zhuǎn)速位移監(jiān)測(cè)設(shè)備(8通道)、無(wú)線移動(dòng)工作站、無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)巡檢、無(wú)線攝像頭、無(wú)線即時(shí)定位、無(wú)線超聲波檢測(cè)變送器、無(wú)線I/O轉(zhuǎn)接模塊等等。這些產(chǎn)品都可以在同一平臺(tái)上應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和控制場(chǎng)合。
《今日自動(dòng)化》:解決方案的可升級(jí)性對(duì)于保護(hù)已有的投資非常重要,OneWireless?無(wú)線解決方案是否易于升級(jí),以使用戶能夠及時(shí)享用到霍尼韋爾的新技術(shù)?OneWireless?無(wú)線解決方案的升級(jí)包括哪些方面?
江天生:霍尼韋爾OneWireless?無(wú)線解決方案支持向后、向前的產(chǎn)品兼容:霍尼韋爾的無(wú)線產(chǎn)品安裝到現(xiàn)場(chǎng),支持在線升級(jí)整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以符合最新的ISA100標(biāo)準(zhǔn),而無(wú)需返回工廠升級(jí)或更換硬件。這可以有效保護(hù)用戶的現(xiàn)有投資。其次,OneWireless無(wú)線解決方案,一個(gè)無(wú)線架構(gòu)支持多種無(wú)線應(yīng)用和多種通訊協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表,工廠運(yùn)行維護(hù)人員不必面對(duì)多個(gè)單獨(dú)的單一功能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),不必為管理不同的單一功能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)而煩惱。這進(jìn)一步保護(hù)了用戶的投資。其三、OneWireless?無(wú)線架構(gòu)規(guī)模靈活、擴(kuò)展方便,也充分保護(hù)用戶現(xiàn)在在無(wú)線架構(gòu)上的投資在未來(lái)也不會(huì)過(guò)時(shí)。
總之,用戶至上、保護(hù)投資、為用戶帶來(lái)更大價(jià)值,是OneWireless?的設(shè)計(jì)理念之一,OneWireless?無(wú)線解決方案不僅顯著降低安裝成本,降低項(xiàng)目總投資,更體現(xiàn)在支持充分利用工廠工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、支持更多的應(yīng)用、提高和優(yōu)化工廠管控水平等方面。
不僅如此,霍尼韋爾公司的無(wú)線變送器采用低功耗的電子元件,并且在電源消耗上具有“自適應(yīng)”功能,可以自動(dòng)選擇最優(yōu)的發(fā)射功率,這樣可以進(jìn)一步降低電池消耗。
《今日自動(dòng)化》:當(dāng)前的政策如石油石化產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃等,對(duì)企業(yè)提出了降低能耗、降低成本的要求,能源的消耗量與設(shè)備利用率等指標(biāo)對(duì)用戶而言變得更加敏感,無(wú)線解決方案在這一問(wèn)題上能夠?qū)崿F(xiàn)怎樣的效果?具體是如何發(fā)揮作用的?
總之,用戶至上、保護(hù)投資、為用戶帶來(lái)更大價(jià)值,是OneWireless?的設(shè)計(jì)理念之一,OneWireless?無(wú)線解決方案不僅顯著降低安裝成本,降低項(xiàng)目總投資,更體現(xiàn)在支持充分利用工廠工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、支持更多的應(yīng)用、提高和優(yōu)化工廠管控水平等方面。
《今日自動(dòng)化》:對(duì)于無(wú)線解決方案而言,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備的電能供應(yīng)是業(yè)界比較關(guān)注的問(wèn)題,對(duì)此也有一些不同的解決方向,比如發(fā)展無(wú)線設(shè)備的能量自采集技術(shù),或者提高無(wú)線儀表信號(hào)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)性與智能性。OneWireless?無(wú)線解決方案在這方面采用了哪些方法?
江天生:霍尼韋爾的無(wú)線變送器配置了安全設(shè)計(jì)、供電持久的電池,在無(wú)線變送器的刷新速度設(shè)定為1秒時(shí),常溫下電池壽命為4.5年;設(shè)定為5秒刷新時(shí)壽命為10年,而且電池壽命智能可預(yù)測(cè)、可作報(bào)警管理。由于電池本身是高能量物品,不可能具有本質(zhì)安全認(rèn)證,因此霍尼韋爾公司對(duì)無(wú)線變送器采取了隔爆設(shè)計(jì)和本安設(shè)計(jì),使得無(wú)線變送器可以應(yīng)用在工廠危險(xiǎn)的區(qū)域。ISA100 無(wú)線技術(shù)的架構(gòu)也決定了無(wú)線儀表不承擔(dān)路由功能,從而電池的供電壽命更長(zhǎng)。
不僅如此,霍尼韋爾公司的無(wú)線變送器采用低功耗的電子元件,并且在電源消耗上具有“自適應(yīng)”功能,可以自動(dòng)選擇最優(yōu)的發(fā)射功率,這樣可以進(jìn)一步降低電池消耗。
《今日自動(dòng)化》:當(dāng)前的政策如石油石化產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃等,對(duì)企業(yè)提出了降低能耗、降低成本的要求,能源的消耗量與設(shè)備利用率等指標(biāo)對(duì)用戶而言變得更加敏感,無(wú)線解決方案在這一問(wèn)題上能夠?qū)崿F(xiàn)怎樣的效果?具體是如何發(fā)揮作用的?
江天生:其實(shí),節(jié)能降耗正是將無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的初衷。2002年,霍尼韋爾公司受美國(guó)能源部委托,開(kāi)始研發(fā)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無(wú)線技術(shù),從而成為第一家推出工業(yè)無(wú)線變送器的公司。無(wú)線技術(shù)對(duì)于節(jié)能降耗、提高工廠效率也非常有幫助。無(wú)線可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廠污染排放和能源消耗,從而幫助工廠優(yōu)化運(yùn)營(yíng)、減少排放。無(wú)線方案的實(shí)施簡(jiǎn)單、快速,可以節(jié)省大量的安裝成本、調(diào)試時(shí)間和后期維護(hù)費(fèi)用,提高項(xiàng)目安裝和實(shí)施的效率。這些場(chǎng)合很多,例如:
1.泄露和污染排放監(jiān)測(cè):許多泄露或排放地點(diǎn)由于爬高上低、區(qū)域危險(xiǎn),使得用傳統(tǒng)的方式很難監(jiān)測(cè)和控制。利用無(wú)線聲波或超聲波變送器、無(wú)線溫度變送器和無(wú)線壓力變送器等,對(duì)各種泄漏進(jìn)行無(wú)線檢測(cè),可以很容易的實(shí)時(shí)獲取污染排放數(shù)據(jù),甚至可以分辨出是輕微泄露或是全部排放,既節(jié)約成本,又具有很大的環(huán)保價(jià)值。
2.管道和儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)測(cè):把無(wú)線腐蝕變送器應(yīng)用于管道和儲(chǔ)罐的腐蝕監(jiān)測(cè)上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腐蝕狀態(tài),并通過(guò)控制沖洗閥或藥劑加入量,來(lái)降低腐蝕程度。系統(tǒng)可以在設(shè)備或管道因腐蝕發(fā)生重大泄漏之前檢測(cè)到腐蝕狀況,采取預(yù)防性維護(hù)措施,避免泄露事故,延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
3.罐區(qū)液位管理:在罐區(qū)采用無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位、壓力等數(shù)據(jù),既節(jié)省了大量的設(shè)備成本和安裝成本,也通過(guò)更準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐區(qū)的工況,支持更加優(yōu)化的罐區(qū)操作和運(yùn)行,可以為用戶帶來(lái)運(yùn)行效率的提高和避免罐溢流等事故發(fā)生造成的損失。
3.罐區(qū)液位管理:在罐區(qū)采用無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位、壓力等數(shù)據(jù),既節(jié)省了大量的設(shè)備成本和安裝成本,也通過(guò)更準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐區(qū)的工況,支持更加優(yōu)化的罐區(qū)操作和運(yùn)行,可以為用戶帶來(lái)運(yùn)行效率的提高和避免罐溢流等事故發(fā)生造成的損失。
4.工廠能耗管理:把無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測(cè)全廠的能耗監(jiān)測(cè)上,監(jiān)測(cè)蒸汽、天然氣等燃料的消耗,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏,并分析設(shè)備能耗變化,從而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行,提高運(yùn)行效率。而這些場(chǎng)合的應(yīng)用都是有線方式很難實(shí)現(xiàn)的。但是,采用無(wú)線技術(shù)卻非常簡(jiǎn)單,容易實(shí)施。
《今日自動(dòng)化》:對(duì)于用戶而言,要使無(wú)線解決方案得到最安全、有效的應(yīng)用,在應(yīng)用時(shí)需要重視哪些因素?在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與評(píng)估上,霍尼韋爾能夠提供怎樣的服務(wù)與支持?
江天生:目前無(wú)線技術(shù)的安全性和可靠性已經(jīng)得到了業(yè)界的認(rèn)可。霍尼韋爾的無(wú)線解決方案也采取了數(shù)據(jù)包加密、授權(quán)通訊等措施來(lái)保證系統(tǒng)的安全性。雖然這其中蘊(yùn)含的技術(shù)很復(fù)雜,用戶使用起來(lái)卻很容易。如授權(quán)通訊,用戶僅需通過(guò)授權(quán)PDA從無(wú)線管理平臺(tái)獲取授權(quán)密碼,然后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線授權(quán),那么無(wú)線設(shè)備會(huì)自動(dòng)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通訊。
無(wú)線解決方案因應(yīng)用場(chǎng)合和項(xiàng)目要求而不同。霍尼韋爾公司和用戶一起評(píng)估項(xiàng)目需求、設(shè)計(jì)最佳無(wú)線解決方案,我們有著非常專業(yè)的團(tuán)隊(duì)支持,確保最優(yōu)的運(yùn)行性能和安全。霍尼韋爾公司是第一家推出工業(yè)無(wú)線變送器的廠家,也是率先推出最快1秒刷新的工業(yè)無(wú)線變送器以及冗余無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的公司,我們有著非常專業(yè)的無(wú)線技術(shù)背景和工廠實(shí)施經(jīng)驗(yàn),能夠確保工業(yè)無(wú)線項(xiàng)目的成功實(shí)施。
《今日自動(dòng)化》:今后無(wú)線解決方案的功能和重要性,還會(huì)有怎樣的提升空間?無(wú)線解決方案與現(xiàn)場(chǎng)總線乃至工業(yè)以太網(wǎng)在未來(lái)的比重與功能側(cè)重會(huì)是怎樣的?
《今日自動(dòng)化》:今后無(wú)線解決方案的功能和重要性,還會(huì)有怎樣的提升空間?無(wú)線解決方案與現(xiàn)場(chǎng)總線乃至工業(yè)以太網(wǎng)在未來(lái)的比重與功能側(cè)重會(huì)是怎樣的?
江天生:現(xiàn)在我們已經(jīng)看到,無(wú)線技術(shù)不僅可以用于監(jiān)測(cè),還可以用于控制,因此無(wú)線技術(shù)今后在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力非常大。把無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于敷設(shè)電纜或接線非常困難的測(cè)點(diǎn)、分布分散的區(qū)域、隔離和屏蔽的區(qū)域、檢修困難的區(qū)域、移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的設(shè)備、電纜容易損壞和折斷的場(chǎng)所,以及電纜橋架、卡件、機(jī)柜等備用容量用完改造的場(chǎng)合等等,可以進(jìn)一步延伸測(cè)控的廣度和深度。我現(xiàn)在可以歸納出無(wú)線技術(shù)可以應(yīng)用的四個(gè)場(chǎng)合:一是有線的監(jiān)測(cè)和控制難以實(shí)施的場(chǎng)合,比如一些較偏遠(yuǎn)、分散的測(cè)點(diǎn),移動(dòng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)等等;二是采用有線技術(shù)不經(jīng)濟(jì)的場(chǎng)合,如我們?cè)?jīng)接觸過(guò)的一家電力調(diào)試所,專門為電廠的鍋爐、汽機(jī)做性能測(cè)試。他們每次在大型作業(yè)時(shí)都要攜帶或托運(yùn)約2千米長(zhǎng)的電纜到現(xiàn)場(chǎng),不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、而且花費(fèi)昂貴。如果采用無(wú)線設(shè)備,非常方便;三是采用有線技術(shù)不可靠或危險(xiǎn)的區(qū)域,這些區(qū)域的特點(diǎn)決定了模擬量在傳輸過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生丟失,而無(wú)線技術(shù)采用的是數(shù)字信號(hào)傳輸,抗干擾能力比較強(qiáng),同時(shí)也不用擔(dān)心電纜損壞或接線脫落等;四是改造的場(chǎng)合,因?yàn)槟承┕S在實(shí)施改造時(shí),在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加布線會(huì)十分困難,而采用無(wú)線技術(shù)既免除了重新布線的麻煩又節(jié)省成本。
在未來(lái),無(wú)線技術(shù)將大有可為。無(wú)線技術(shù)同有線的世界相輔相承、完美結(jié)合。隨著用戶對(duì)工業(yè)無(wú)線技術(shù)所帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)節(jié)省的認(rèn)可,會(huì)有越來(lái)越多的場(chǎng)合采用工業(yè)無(wú)線技術(shù)。
在未來(lái),無(wú)線技術(shù)將大有可為。無(wú)線技術(shù)同有線的世界相輔相承、完美結(jié)合。隨著用戶對(duì)工業(yè)無(wú)線技術(shù)所帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)節(jié)省的認(rèn)可,會(huì)有越來(lái)越多的場(chǎng)合采用工業(yè)無(wú)線技術(shù)。