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摘要：笔者结合在南京金陵亨斯迈PO/MTBE项目工程建设中的体会和经验积累，详细介绍了艾默生智能无线设备的主要技术特点及其在该项目设计中的应用，以实际的项目案例阐述了艾默生智能无线设备在工程建设过程中的优点，以及其与DCS的集成。最后还给出了此套装置正常运行后的使用状况回访得到的信息，希望对有可能采用类似智能无线设备的单位或工作人员起到一定的帮助作用。
关键词：智能无线设备；DCS；应用
1项目情况简介
南京金陵亨斯迈新材料有限公司为中国石化与美国亨斯迈公司的合资公司。金陵亨斯迈PO/MTBE项目，即环氧丙烷（PO）和甲基叔丁基醚（MTBE）工厂采用美国亨斯迈公司的专利 PO/MTBE 生产技术，PO为一种用于制造高价值聚氨酯材料的中间复合体，聚氨酯材料运用广泛，从节能家庭保温和建筑材料到汽车行业和家具行业所用的舒适性泡沫；MTBE为一种主要用于提高汽油引擎性能和减少空气污染的清洁燃料添加剂。
亨斯迈无线仪表系统覆盖 PO/MTBE装置5个现场机柜间 FAR的重要设备及安全喷淋洗眼器。FAR1：PO/MTBE，FAR2：中间罐区，FAR3：循环水场，FAR4：供热设施/污水处理/空压站等，FAR5：原料及产品罐区/汽车装车站。通过智能无线技术实现对全厂重要设备和安全喷淋洗眼器的状态监测和诊断分析，提高设备可靠性，减少非计划停车，并加强安全管理。
2全厂無线网络结构
2.1项目测点统计状况
本项目涵盖金陵亨斯迈PO/MTBE装置5个FAR的重要设备，合计78台机泵，9台冷却塔，3台压缩机，30台洗眼器，153个振动测点，215个温度测点，30个状态测点，约需使用83台CSI9420无线振动变送器和60台848T多路温度变送器实现重要设备健康状态监测。配置原则根据每台机泵配置5个温度测点，30台安全喷淋洗眼器采用无线监测的要求。
2.2全厂无线网络结构及其与DCS的集成方式
全厂无线网络结构配置原则为5个FAR 的现场无线仪表各自成网，并接入无线仪表系统网络。无线仪表系统整体架构中，交换机和光电转换器安装在 DCS 机柜中，DCS 与无线工作界限以 DCS 机柜为界，机柜内由 DCS 工程人员完成，机柜外由无线人员完成。无线仪表系统的整体架构图详 见图1
图 1 无线仪表系统整体架构图
该无线仪表系统具体由以下 6 部分组成：
（1）9420 无线振动变送器
无线振动变送器 CSI 9420 进行实时监测，跟踪监视泵、齿轮箱振动变化趋势，实现预测性维护。
（2）848T 无线多路温度变送器
848T 无线温度变送器可以连接 4 路传感器，温度传感器在机泵设备已经预埋，由设备厂商成套提供。通过温度 848T 进行实时监测电机，泵，风机和压缩机轴承温度，跟踪温度趋势变化，实现预防性维护。
（3）702 无线离散量变送器
通过智能无线离散量变送器 702 监测安全喷淋洗眼器状态，以便及时提供救援，减轻伤害。
（4）1552WU 无线智能网关
按照无线仪表就近接入现场机柜间 FAR 的设计原则，共计5个FAR 将接入无线仪表系统网络，每个 FAR 各配置 1 台 1552WU 智能无线网关。
（5）设备健康分析诊断软件
查看振动变量，报警、趋势及报表，进行报警设置，频谱分析等工作。
（6）设备监测软件
图形化显示设备及过程参数，为操作员提供运行异常紧急故障报警。
其中无线振动变送器 CSI9420，848T 温度变送器和无线离散量变送器702 将现场数据以无线方式传输到各 FAR 站的1552WU无线网关，1552WU无线网关对无线变送器和无线网络进行管理和优化，并将数据通过OPC方式传输至中控室 DeltaV OPC 站，同时通过Native方式连接设备健康管理系统，实现对重要设备和安全喷淋洗眼器的在线监测诊断分析。
3无线技术的优势
3.1无线技术对比传统有线系统的优势
随着现代化石化工厂的规模越来越大，工厂的运营也越来越复杂，采用更新、更多功能和更强性能的技术成为工厂成功运营的重要支柱。为了能在工厂各处更加轻松并且经济高效地传播和管理信息流，采用无线技术势在必行。相比有线系统，无线系统的优势主要在于无需设备线缆、接线机柜和接线盒等，节约了大量的设计安装时间和费用，后期维护费用也大大降低。
根据艾默生公司测算，以项目规模5882测点的芳烃项目为例，假如每个测点的平均接线长度按400英尺计算，无线方案约比传统有线方案节省投资成本20%左右，并且后期维护费用也可远低于传统有线方案。
智能无线设备的优势还有现场安装比较快捷，具体体现在：（1）无需专业工具（2）增加测点容易（3）移动现有测点容易（4）无需现场调研（5）无线网关可无缝集成到DCS控制系统中，无需任何专用软件。
3.2该PO/MTBE项目选择艾默生无线技术的主要依据
首先，根据金陵亨斯迈PO/MTBE项目的具体规模，建设单位调研了市场上具有类似规模业绩的无线技术和设备提供商，艾默生公司宣称其智能无线网络拥有超过26亿小时的操作经验，15000 多个无线网络和数以万计的无线设备遍布全球。经本项目建设单位核实，艾默生确实在国内外拥有许多无线技术方案的业绩。
其次，艾默生智能无线采用普适测量技术将企业的管控能力扩展至传统的工艺控制和安全系统之外，向工厂实时提供关键业务区域的信息，例如：现场的安全性、可靠性、能效及环保等，能够为众多工业企业提供之前无法获得的数据，确保企业运行更安全、更可靠、效益更好。
另外还有一点重要原因，本项目的DCS选用的是艾默生公司的DeltaV，AMS也选择的艾默生公司的系统，如果无线设备和技术同样选择艾默生公司，从全厂仪表系统的整体来看会有更好的软硬件的兼容性，也方便日后设备的维护和升级。
4总结
目前，南京金陵亨斯迈PO/MTBE项目已经投产并正常生产超过两年时间了，经回访得知该工厂使用的艾默生智能无线设备目前使用状况良好，故障率较低，得到了使用单位较好的评价。相信各厂家的智能无线设备在日后的产品升级过程中，会更加注重提高产品的稳定性、电池续航能力以及无线传输距离等关键指标，挖掘出更多的智能无线设备能给最终用户所带来的价值，也相信未来会有更多的用户使用到智能无线设备。
最后，笔者认为随着5G等无线技术的成熟和发展，未来的智能无线设备将会有更加广阔的发展空间。
（作者单位：中石化金陵分公司）
关键词：智能无线设备；DCS；应用
1项目情况简介
南京金陵亨斯迈新材料有限公司为中国石化与美国亨斯迈公司的合资公司。金陵亨斯迈PO/MTBE项目，即环氧丙烷（PO）和甲基叔丁基醚（MTBE）工厂采用美国亨斯迈公司的专利 PO/MTBE 生产技术，PO为一种用于制造高价值聚氨酯材料的中间复合体，聚氨酯材料运用广泛，从节能家庭保温和建筑材料到汽车行业和家具行业所用的舒适性泡沫；MTBE为一种主要用于提高汽油引擎性能和减少空气污染的清洁燃料添加剂。
亨斯迈无线仪表系统覆盖 PO/MTBE装置5个现场机柜间 FAR的重要设备及安全喷淋洗眼器。FAR1：PO/MTBE，FAR2：中间罐区，FAR3：循环水场，FAR4：供热设施/污水处理/空压站等，FAR5：原料及产品罐区/汽车装车站。通过智能无线技术实现对全厂重要设备和安全喷淋洗眼器的状态监测和诊断分析，提高设备可靠性，减少非计划停车，并加强安全管理。
2全厂無线网络结构
2.1项目测点统计状况
本项目涵盖金陵亨斯迈PO/MTBE装置5个FAR的重要设备，合计78台机泵，9台冷却塔，3台压缩机，30台洗眼器，153个振动测点，215个温度测点，30个状态测点，约需使用83台CSI9420无线振动变送器和60台848T多路温度变送器实现重要设备健康状态监测。配置原则根据每台机泵配置5个温度测点，30台安全喷淋洗眼器采用无线监测的要求。
2.2全厂无线网络结构及其与DCS的集成方式
全厂无线网络结构配置原则为5个FAR 的现场无线仪表各自成网，并接入无线仪表系统网络。无线仪表系统整体架构中，交换机和光电转换器安装在 DCS 机柜中，DCS 与无线工作界限以 DCS 机柜为界，机柜内由 DCS 工程人员完成，机柜外由无线人员完成。无线仪表系统的整体架构图详 见图1
图 1 无线仪表系统整体架构图
该无线仪表系统具体由以下 6 部分组成：
（1）9420 无线振动变送器
无线振动变送器 CSI 9420 进行实时监测，跟踪监视泵、齿轮箱振动变化趋势，实现预测性维护。
（2）848T 无线多路温度变送器
848T 无线温度变送器可以连接 4 路传感器，温度传感器在机泵设备已经预埋，由设备厂商成套提供。通过温度 848T 进行实时监测电机，泵，风机和压缩机轴承温度，跟踪温度趋势变化，实现预防性维护。
（3）702 无线离散量变送器
通过智能无线离散量变送器 702 监测安全喷淋洗眼器状态，以便及时提供救援，减轻伤害。
（4）1552WU 无线智能网关
按照无线仪表就近接入现场机柜间 FAR 的设计原则，共计5个FAR 将接入无线仪表系统网络，每个 FAR 各配置 1 台 1552WU 智能无线网关。
（5）设备健康分析诊断软件
查看振动变量，报警、趋势及报表，进行报警设置，频谱分析等工作。
（6）设备监测软件
图形化显示设备及过程参数，为操作员提供运行异常紧急故障报警。
其中无线振动变送器 CSI9420，848T 温度变送器和无线离散量变送器702 将现场数据以无线方式传输到各 FAR 站的1552WU无线网关，1552WU无线网关对无线变送器和无线网络进行管理和优化，并将数据通过OPC方式传输至中控室 DeltaV OPC 站，同时通过Native方式连接设备健康管理系统，实现对重要设备和安全喷淋洗眼器的在线监测诊断分析。
3无线技术的优势
3.1无线技术对比传统有线系统的优势
随着现代化石化工厂的规模越来越大，工厂的运营也越来越复杂，采用更新、更多功能和更强性能的技术成为工厂成功运营的重要支柱。为了能在工厂各处更加轻松并且经济高效地传播和管理信息流，采用无线技术势在必行。相比有线系统，无线系统的优势主要在于无需设备线缆、接线机柜和接线盒等，节约了大量的设计安装时间和费用，后期维护费用也大大降低。
根据艾默生公司测算，以项目规模5882测点的芳烃项目为例，假如每个测点的平均接线长度按400英尺计算，无线方案约比传统有线方案节省投资成本20%左右，并且后期维护费用也可远低于传统有线方案。
智能无线设备的优势还有现场安装比较快捷，具体体现在：（1）无需专业工具（2）增加测点容易（3）移动现有测点容易（4）无需现场调研（5）无线网关可无缝集成到DCS控制系统中，无需任何专用软件。
3.2该PO/MTBE项目选择艾默生无线技术的主要依据
首先，根据金陵亨斯迈PO/MTBE项目的具体规模，建设单位调研了市场上具有类似规模业绩的无线技术和设备提供商，艾默生公司宣称其智能无线网络拥有超过26亿小时的操作经验，15000 多个无线网络和数以万计的无线设备遍布全球。经本项目建设单位核实，艾默生确实在国内外拥有许多无线技术方案的业绩。
其次，艾默生智能无线采用普适测量技术将企业的管控能力扩展至传统的工艺控制和安全系统之外，向工厂实时提供关键业务区域的信息，例如：现场的安全性、可靠性、能效及环保等，能够为众多工业企业提供之前无法获得的数据，确保企业运行更安全、更可靠、效益更好。
另外还有一点重要原因，本项目的DCS选用的是艾默生公司的DeltaV，AMS也选择的艾默生公司的系统，如果无线设备和技术同样选择艾默生公司，从全厂仪表系统的整体来看会有更好的软硬件的兼容性，也方便日后设备的维护和升级。
4总结
目前，南京金陵亨斯迈PO/MTBE项目已经投产并正常生产超过两年时间了，经回访得知该工厂使用的艾默生智能无线设备目前使用状况良好，故障率较低，得到了使用单位较好的评价。相信各厂家的智能无线设备在日后的产品升级过程中，会更加注重提高产品的稳定性、电池续航能力以及无线传输距离等关键指标，挖掘出更多的智能无线设备能给最终用户所带来的价值，也相信未来会有更多的用户使用到智能无线设备。
最后，笔者认为随着5G等无线技术的成熟和发展，未来的智能无线设备将会有更加广阔的发展空间。
（作者单位：中石化金陵分公司）