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，如何在這些設備中應用好無線技術，來進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)運行。本文重點研究工業(yè)無線技術在塔西南石化廠設備中的應用和應用前景。

二、工業(yè)無線技術概述

石油行業(yè)控制系統(tǒng)融合新的工業(yè)無線技術及無線儀表能夠把有線DCS控制網(wǎng)絡進一步在工業(yè)現(xiàn)場進行擴大，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，更經濟的實現(xiàn)工藝過程變量的采集，最終確保生產裝置的安全、高效、穩(wěn)定運行。

三、工業(yè)無線技術的優(yōu)勢

使用工業(yè)無線技術的控制系統(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，電纜鋪設的成本非常高，控制系統(tǒng)運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更換電纜，同時還要考慮電磁干擾的問題。使用工業(yè)無線技術將使控制系統(tǒng)的安裝與維護成本大大降低，是實現(xiàn)低成本控制系統(tǒng)的捷徑之一。

2.高可靠與易維護。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，其維護的復雜度及費用較高。使用無線技術將徹底消除此類錯誤的發(fā)生。

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

4.高安全性和較高的設備可靠水平。

四、工業(yè)無線技術在石化廠的應用前景分析

1.SCADA系統(tǒng)級應用

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

(1)化肥循環(huán)水機泵狀態(tài)顯示的應用

利用工業(yè)無線傳輸技術先通過無線數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊，把化肥循環(huán)水8臺高壓循環(huán)水泵運行狀態(tài)信號機泵狀態(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，可引入終端處理設備實現(xiàn)工藝參數(shù)所需的功能。目前，這8臺機泵的狀態(tài)信號的遠程顯示已經實現(xiàn)，并具有較強的可移動性，可隨裝置崗位位置的變化隨時實現(xiàn)，這種應用降低了因操作人員在值班室無法及時掌握循環(huán)水泵的運行狀態(tài)，導致循環(huán)水泵跳車后不能及時啟動備用泵的，導致循環(huán)水系統(tǒng)壓力下降，裝置停工的風險。

(2)油品車間油品罐區(qū)參數(shù)的應用

石化廠油品罐區(qū)儲罐較多，項目建設初期都裝有溫度、雷達液位計等遠程設備通過有線控制系統(tǒng)接入中控室進行監(jiān)控，隨著近幾年設備的老化、損壞無法滿足罐區(qū)液位及時監(jiān)控的目的，全靠操作工進行檢尺操作液位，經常會出現(xiàn)安全風險，影響罐區(qū)監(jiān)控的效果實施。

部分可采用罐區(qū)無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)實時、準確的油品罐區(qū)監(jiān)控，不用布線，從有線網(wǎng)絡轉換到無線網(wǎng)絡來監(jiān)控遠程油品罐區(qū)，這樣可以即節(jié)約了大量的電纜、人工和維護的成本，也減少了故障點，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用

針對目前石化廠化肥裝置電氣基礎設備的不完善，部分電氣信號較為分散，配電室多區(qū)域廣等特點，可以采用工業(yè)無線技術在配電室內部集中組網(wǎng)，再通過網(wǎng)關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用

對于石化廠供排水車間，各個水井區(qū)域分散、距離遠、不易布線，但寬廣中間無障礙的特點，可以利用工業(yè)無線技術將各個水井的水表、水泵的狀態(tài)、甚至使用無線攝像頭對重點部位進行監(jiān)控的信息集中采集到配水站的操作室實現(xiàn)動態(tài)24小時，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也起到了很好的促進作用。

2.DCS系統(tǒng)級應用

塔西南石化廠部分DCS系統(tǒng)投產較早，只能傳輸模擬的4-20mA信號，而由于自控技術的日趨成熟和生產裝置的新、改擴建，現(xiàn)場已經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，其內部還采集了關于儀表自身性能及其所在的生產過程的大量數(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)生和擴大起到提示作用。而這些信息以往因為無法通過傳統(tǒng)電纜線路傳輸而無法被設備管理和維護部門監(jiān)控和利用。對于裝置一些非關鍵的監(jiān)測點，如工業(yè)現(xiàn)場大量使用的各類手動和氣動閥門，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、是否能夠正常動作等信息對于降低生產裝置的系統(tǒng)能耗、提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性具有重要的意義。

3.泄漏檢測、污染排放檢測的應用

我廠每年因蒸汽管道中安裝的疏水閥產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由于原始設計的問題，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險，這種情況下，可以利用無線檢漏變送器進行無線檢測，實現(xiàn)遠程管理。

4.儲罐、管道的腐蝕狀況實時監(jiān)測應用

塔西南石化廠目前的設備管道腐蝕和狀態(tài)檢測是由設備管理人員在現(xiàn)場人工采集數(shù)據(jù)再匯入軟件中分析，以便來評估設備及管道腐蝕的程度和風險，這些數(shù)據(jù)不是實時的、連續(xù)的和動態(tài)的，只能在腐蝕已經發(fā)生時再進行檢測，對實際的防腐蝕的指導意義不大。我們也可以利用無線技術對測量點進行檢測，關鍵是可以靈活改變檢測點，以便根據(jù)需要布置腐蝕測量點，更好地維護設備確保其可靠運行。

五、總結

通過對工業(yè)無線技術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電纜困難的區(qū)域、測量設備較為分散的區(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)基礎上來實施無線技術，，來進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)運行。