張斌(塔西南石化廠裝備科 新疆 澤普 844804)

一、前言

塔西南石化廠擁有各類有線DCS控制系統(tǒng)十余套，如何在這些設(shè)備中應(yīng)用好無線技術(shù)，來進(jìn)一步延伸塔西南石化廠測量和控制的范圍，保證塔西南石化廠裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運(yùn)行。本文重點(diǎn)研究工業(yè)無線技術(shù)在塔西南石化廠設(shè)備中的應(yīng)用和應(yīng)用前景。

二、工業(yè)無線技術(shù)概述

石油行業(yè)控制系統(tǒng)融合新的工業(yè)無線技術(shù)及無線儀表能夠把有線DCS控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步在工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行擴(kuò)大，采集到以前用傳統(tǒng)的有線傳輸方式所不能或不方便采集到的工藝過程變量，更經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)工藝過程變量的采集，最終確保生產(chǎn)裝置的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

三、工業(yè)無線技術(shù)的優(yōu)勢

使用工業(yè)無線技術(shù)的控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)相比，優(yōu)勢在于：

1.較低的成本。傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)中，電纜鋪設(shè)的成本非常高，控制系統(tǒng)運(yùn)行期間需要不斷檢測系統(tǒng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電纜故障及其隱患要及時(shí)更換電纜，同時(shí)還要考慮電磁干擾的問題。使用工業(yè)無線技術(shù)將使控制系統(tǒng)的安裝與維護(hù)成本大大降低，是實(shí)現(xiàn)低成本控制系統(tǒng)的捷徑之一。

2.高可靠與易維護(hù)。傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)中，絕大部分系統(tǒng)故障是由電纜的各種中間連接器件損壞或者接觸不良、氧化而引發(fā)的，其維護(hù)的復(fù)雜度及費(fèi)用較高。使用無線技術(shù)將徹底消除此類錯(cuò)誤的發(fā)生。

3.高靈活和易使用。使用工業(yè)無線技術(shù)的控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備擺脫了電纜的束縛，從而提高了現(xiàn)場儀表與被控設(shè)備的可移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靈活性以及工程應(yīng)用的多樣性，用戶可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用需求變化快速、靈活、方便、低成本地重新構(gòu)建控制系統(tǒng)。

4.高安全性和較高的設(shè)備可靠水平。

四、工業(yè)無線技術(shù)在石化廠的應(yīng)用前景分析

1.SCADA系統(tǒng)級應(yīng)用

對位置非常分散的單點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的SCADA(數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)，可以利用工業(yè)無線技術(shù)具有的低成本、中短距離通信的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分散監(jiān)控裝置間的相互通信和組網(wǎng)。

(1)化肥循環(huán)水機(jī)泵狀態(tài)顯示的應(yīng)用

利用工業(yè)無線傳輸技術(shù)先通過無線數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊，把化肥循環(huán)水8臺(tái)高壓循環(huán)水泵運(yùn)行狀態(tài)信號機(jī)泵狀態(tài)信號采集并向接收模塊發(fā)出，接收模塊把頻率信號接收還原后，可引入終端處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)所需的功能。目前，這8臺(tái)機(jī)泵的狀態(tài)信號的遠(yuǎn)程顯示已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性，可隨裝置崗位位置的變化隨時(shí)實(shí)現(xiàn)，這種應(yīng)用降低了因操作人員在值班室無法及時(shí)掌握循環(huán)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致循環(huán)水泵跳車后不能及時(shí)啟動(dòng)備用泵的，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)壓力下降，裝置停工的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)油品車間油品罐區(qū)參數(shù)的應(yīng)用

石化廠油品罐區(qū)儲(chǔ)罐較多，項(xiàng)目建設(shè)初期都裝有溫度、雷達(dá)液位計(jì)等遠(yuǎn)程設(shè)備通過有線控制系統(tǒng)接入中控室進(jìn)行監(jiān)控，隨著近幾年設(shè)備的老化、損壞無法滿足罐區(qū)液位及時(shí)監(jiān)控的目的，全靠操作工進(jìn)行檢尺操作液位，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，影響罐區(qū)監(jiān)控的效果實(shí)施。

部分可采用罐區(qū)無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的油品罐區(qū)監(jiān)控，不用布線，從有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到無線網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控遠(yuǎn)程油品罐區(qū)，這樣可以即節(jié)約了大量的電纜、人工和維護(hù)的成本，也減少了故障點(diǎn)，對于罐區(qū)的整體安全很有幫助。

(3)化肥電量無線集抄的應(yīng)用

針對目前石化廠化肥裝置電氣基礎(chǔ)設(shè)備的不完善，部分電氣信號較為分散，配電室多區(qū)域廣等特點(diǎn)，可以采用工業(yè)無線技術(shù)在配電室內(nèi)部集中組網(wǎng)，再通過網(wǎng)關(guān)將電量信號無線傳輸?shù)交实幕裟犴f爾DCS系統(tǒng)中，接口可以使用OPC或串口實(shí)現(xiàn)方便的數(shù)據(jù)無線通訊。

(4)供排水水表無線集抄的應(yīng)用

對于石化廠供排水車間，各個(gè)水井區(qū)域分散、距離遠(yuǎn)、不易布線，但寬廣中間無障礙的特點(diǎn)，可以利用工業(yè)無線技術(shù)將各個(gè)水井的水表、水泵的狀態(tài)、甚至使用無線攝像頭對重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)控的信息集中采集到配水站的操作室實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)24小時(shí)，連續(xù)監(jiān)控，不但保障了水井的安全，對于水井的正常生產(chǎn)也起到了很好的促進(jìn)作用。

2.DCS系統(tǒng)級應(yīng)用

塔西南石化廠部分DCS系統(tǒng)投產(chǎn)較早，只能傳輸模擬的4-20mA信號，而由于自控技術(shù)的日趨成熟和生產(chǎn)裝置的新、改擴(kuò)建，現(xiàn)場已經(jīng)使用了很多智能化儀表，如 HART協(xié)議儀表。這些儀表不僅能夠采集到工藝過程的溫度、壓力等參數(shù)，并利用 4~20mA信號傳輸，其內(nèi)部還采集了關(guān)于儀表自身性能及其所在的生產(chǎn)過程的大量數(shù)據(jù)信息，如表體溫度，對于石化廠冬季儀表管線的防凍，放置事故的發(fā)生和擴(kuò)大起到提示作用。而這些信息以往因?yàn)闊o法通過傳統(tǒng)電纜線路傳輸而無法被設(shè)備管理和維護(hù)部門監(jiān)控和利用。對于裝置一些非關(guān)鍵的監(jiān)測點(diǎn)，如工業(yè)現(xiàn)場大量使用的各類手動(dòng)和氣動(dòng)閥門，在 DCS系統(tǒng)中沒有被監(jiān)控，而這些閥門的工作狀態(tài)，如是否存在泄漏、是否能夠正常動(dòng)作等信息對于降低生產(chǎn)裝置的系統(tǒng)能耗、提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性具有重要的意義。

3.泄漏檢測、污染排放檢測的應(yīng)用

我廠每年因蒸汽管道中安裝的疏水閥產(chǎn)生的蒸汽泄漏所造成的能耗損失較大，許多泄漏或排放地點(diǎn)由于原始設(shè)計(jì)的問題，部分是在需要爬高上梯的區(qū)域，對這部分的檢查存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，這種情況下，可以利用無線檢漏變送器進(jìn)行無線檢測，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

4.儲(chǔ)罐、管道的腐蝕狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測應(yīng)用

塔西南石化廠目前的設(shè)備管道腐蝕和狀態(tài)檢測是由設(shè)備管理人員在現(xiàn)場人工采集數(shù)據(jù)再匯入軟件中分析，以便來評估設(shè)備及管道腐蝕的程度和風(fēng)險(xiǎn)，這些數(shù)據(jù)不是實(shí)時(shí)的、連續(xù)的和動(dòng)態(tài)的，只能在腐蝕已經(jīng)發(fā)生時(shí)再進(jìn)行檢測，對實(shí)際的防腐蝕的指導(dǎo)意義不大。我們也可以利用無線技術(shù)對測量點(diǎn)進(jìn)行檢測，關(guān)鍵是可以靈活改變檢測點(diǎn)，以便根據(jù)需要布置腐蝕測量點(diǎn)，更好地維護(hù)設(shè)備確保其可靠運(yùn)行。

五、總結(jié)

通過對工業(yè)無線技術(shù)在塔西南石化廠目前的使用和使用前景的分析，我們可以看出在敷設(shè)電纜困難的區(qū)域、測量設(shè)備較為分散的區(qū)域、需要隔離和屏蔽的區(qū)域、檢維修不方便的區(qū)域、電纜容易受到損壞、腐蝕和斷裂的區(qū)域，均可以在目前有線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上來實(shí)施無線技術(shù)，，來進(jìn)一步延伸塔西南石化廠測量和控制的范圍，保證塔西南石化廠裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運(yùn)行。