利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)提高采礦效率的方法

無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )基于IEEE802.11標準，采用網(wǎng)狀WiFi技術(shù)，以經(jīng)濟的成本為工廠(chǎng)運行搭建戶(hù)外無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )為各種固定和移動(dòng)應用提供了安全、高帶寬、可靠和靈活的獲取信息的方式，如過(guò)程監測、資產(chǎn)跟蹤、視頻監視、音頻通訊等。典型的無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)結構一般由網(wǎng)狀接入點(diǎn)、局域網(wǎng)控制器和網(wǎng)絡(luò )管理軟件組成。

在使用無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，安全是一個(gè)重要考慮因素。幸運的是，應用于工業(yè)的無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)已經(jīng)應運而生。為了防止無(wú)線(xiàn)竅聽(tīng)和其它外部攻擊，所有數據傳輸都進(jìn)行加密和用戶(hù)授權，所采用的安全標準和協(xié)議均符合802.11i、WPA2和AES。

無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )的另一個(gè)要求就是可靠。采用智能化的路徑協(xié)議來(lái)建立和維護無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，為網(wǎng)絡(luò )提供自愈合、自修復和抗干擾等功能。遠程接入點(diǎn)可在網(wǎng)絡(luò )中選擇最佳通訊路徑，降低無(wú)線(xiàn)電頻率的干擾，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )容量最大化。

問(wèn)答

無(wú)線(xiàn)到底可以做什么？在有線(xiàn)設備無(wú)法到達的區域、危險區域，沒(méi)有電源或是無(wú)法布線(xiàn)的區域，無(wú)線(xiàn)設備可以更快更方便地進(jìn)行安裝。由此獲取的數據將縮短工作人員對設備故障的響應時(shí)間，甚至可預測即將發(fā)生的問(wèn)題，從而避免非計劃停車(chē)。隨之帶來(lái)的好處還包括更多地了解過(guò)程狀況和更高的工廠(chǎng)性能，最終達到了節省成本提高效率的目的。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)為獲取有用信息提供了更為有效和簡(jiǎn)單的方法。例如，工作人員可在任何地方訪(fǎng)問(wèn)和操作各種數據；可對廠(chǎng)區內的人員和設備進(jìn)行連續監視；安全系統確保所有訪(fǎng)問(wèn)都經(jīng)過(guò)授權；攝像頭不但用來(lái)監測圍墻，還可監測過(guò)程。無(wú)線(xiàn)技術(shù)以方便經(jīng)濟地方式讓工作人員更好地了解過(guò)程狀況。

無(wú)線(xiàn)數據是否可靠？任何一種無(wú)線(xiàn)系統的可靠性都取決于其信息的傳遞能力，尤其是遇到設備故障或視線(xiàn)距離路徑被阻擋的情況。與點(diǎn)到點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)系統不同，艾默生的智能無(wú)線(xiàn)方案采用的是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構，它的通訊路徑不是唯一的，而是冗余的，這就大大提高了通訊的可靠性，在無(wú)線(xiàn)設備與網(wǎng)關(guān)之間無(wú)論是出現了臨時(shí)的還是永久性的障礙，都不會(huì )影響通訊。事實(shí)上，自組織無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )可實(shí)現99%以上的網(wǎng)絡(luò )可靠性。

無(wú)線(xiàn)設備是否適用于采礦和礦石加工這種嚴酷工況？艾默生的無(wú)線(xiàn)設備已成功應用于加拿大北部的油砂控制，這是全球環(huán)境最?lèi)毫拥牡胤街?；在澳大利亞無(wú)線(xiàn)設備曾用來(lái)監測卸船用海上瀝青輸送管道上的加熱裝置；在西弗吉尼亞，無(wú)線(xiàn)設備抵御了軋鋼機的高溫和潮濕。無(wú)論面對怎樣的挑戰，無(wú)線(xiàn)裝置的可靠性始終高于90%。

對于采礦和礦石加工工業(yè)，無(wú)線(xiàn)是否具有足夠的靈活性？開(kāi)放性是WirelessHART標準最大的好處。無(wú)論是供應商還是最終用戶(hù)都可以對無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品及其應用進(jìn)行有益的創(chuàng )新和開(kāi)發(fā)。

無(wú)線(xiàn)現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )的應用

目前無(wú)線(xiàn)現場(chǎng)設備主要應用于以下2個(gè)方面：

• 必須新增加的測量點(diǎn)
• 希望增加的測量點(diǎn)

為了滿(mǎn)足環(huán)境和安全法規，有時(shí)必須增加新的測點(diǎn)，例如根據法律要求測量遠程區域的流量、儲罐液位以及排污質(zhì)量。法規的制定者不會(huì )考慮因此帶來(lái)的挑戰，他們只關(guān)心是否符合法規。

位于阿拉巴馬的一家煉油廠(chǎng)需要監測排放到河道的冷卻水溫度，這時(shí)只需一臺羅斯蒙特無(wú)線(xiàn)變送器就能監測回流水溫，以確保排放符合當地法規，并連續地將數據傳輸到與集散控制系統相連的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)上。

希望增加的測點(diǎn)是指以前需要花費高昂成本才能實(shí)現的測量，通常情況，在建設過(guò)程工廠(chǎng)時(shí)，往往有一些設計好的測量點(diǎn)因成本原因，最終就不連了，但之后，操作人員還是會(huì )覺(jué)得有很多參數需要連續測量，以提高工廠(chǎng)性能。由于無(wú)線(xiàn)設備的安裝不需高昂的成本，從這些測量點(diǎn)獲取信息也隨即成為可能。

以前，技術(shù)人員需要定時(shí)前往現場(chǎng)記錄遠程設備的測量讀數，這樣做很費時(shí)。例如在一家礦石加工廠(chǎng)內，需要對加熱溶出液的熱交換爐進(jìn)行連續監測防止內部結圬，然而過(guò)去獲得數據的速度不夠快，而且現場(chǎng)數據記錄儀無(wú)法對異常狀況進(jìn)行提示，也不能提供趨勢信息。安裝無(wú)線(xiàn)壓力變送器后，可對4臺溶出液加熱裝置之間的壓差進(jìn)行連續監測，同時(shí)將數據傳至艾默生智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)，使用至今運行良好，除了暴雨及極端惡劣天氣外，網(wǎng)絡(luò )的可靠性達到了100%。

另一個(gè)典型案例是對旋轉設備進(jìn)行連續振動(dòng)監測，過(guò)去唯一獲取數據進(jìn)行分析的途徑是定時(shí)去現場(chǎng)記錄，新的無(wú)線(xiàn)振動(dòng)監測設備可實(shí)現對遠程電機和泵的進(jìn)一步掌控，這將有望成為無(wú)線(xiàn)在采礦行業(yè)的主要應用。

無(wú)線(xiàn)閥位監測器在礦石加工中也起到了積極的作用，在很多工廠(chǎng)中，閥門(mén)都是手動(dòng)操作或半自動(dòng)的，基本無(wú)法進(jìn)行監控，受成本和地理位置等限制，更談不上提供診斷信息了，由于錯誤的閥位會(huì )引發(fā)安全事故，因此設備診斷非常重要。

給控制閥增加無(wú)線(xiàn)通訊功能的另一個(gè)原因是希望獲得閥門(mén)的狀態(tài)信息。對于在運行過(guò)程中的控制閥，由于無(wú)法看到控制閥的內部情況，所以不能判斷它是否運行良好。例如，閥門(mén)的行程偏差是無(wú)法通過(guò)外部觀(guān)察進(jìn)行判斷的，除非是借助智能閥門(mén)控制器或將閥門(mén)拆下，當偏差超過(guò)5%而且持續5秒以上才可以斷定有故障了。

對于處在偏遠或難以到達地區的閥門(mén)來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)無(wú)疑是最佳的也是最經(jīng)濟的一種提高響應速度和過(guò)程效率的通訊方法。與有線(xiàn)方案相比，無(wú)線(xiàn)方案可節省90%的安裝費用，這使得無(wú)線(xiàn)的應用到了越來(lái)越多的關(guān)注。