《電子技術(shù)應(yīng)用》
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电厂实现无线通讯的三种方式

2008-01-07
作者:Jim Montague

因此,當(dāng)大多數(shù)過(guò)程控制用戶(hù)在他們工廠(chǎng)的非關(guān)鍵區(qū)域?yàn)檫M(jìn)行有限的監(jiān)視逐漸測(cè)試無(wú)線(xiàn)時(shí),極少數(shù)勇敢的工程師用多種無(wú)線(xiàn)協(xié)議覆蓋他們的設(shè)備,發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的地點(diǎn)和應(yīng)用使用無(wú)線(xiàn),并得到好處。

Lost Pines Power Park公司總部位于美國(guó)德克薩斯州, 具有42年歷史的天然氣工廠(chǎng),是Lower Colorado River Authority公司的一部分。該公司生產(chǎn)經(jīng)理Dave Runkel說(shuō):“我們開(kāi)玩笑說(shuō)我們已基本上把我們的現(xiàn)場(chǎng)變成大的Wi-Fi" title="Wi-Fi">Wi-Fi熱點(diǎn)?!弊湓陔xAustin市30里的地方,在2001年,PARK公司開(kāi)始作為組合式循環(huán)廢熱發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行,在組合循環(huán)里,從不同的熱力循環(huán)中產(chǎn)生電,帶有最終用于工廠(chǎng)底層循環(huán)的冷凝器的加熱系統(tǒng)。例如,從汽輪機(jī)排出的氣可用于供給蒸汽輪機(jī),從供熱的蒸汽輪機(jī)冷凝?,F(xiàn)在,Lost Pines Power Park公司擁有545MW的設(shè)備,據(jù)說(shuō)比傳統(tǒng)以煤氣為燃料的工廠(chǎng)(見(jiàn)圖1)的效率高30-40%。

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圖1.Lost

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圖1.Lost Pines 和 Sim Gideon電廠(chǎng)

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最近,Lost Pines公司開(kāi)始使用無(wú)線(xiàn),當(dāng)它和相臨的三單元620MW Sim Gideon電廠(chǎng)合并時(shí),通過(guò)兩個(gè)工廠(chǎng)共享,降低兩個(gè)工廠(chǎng)許多冗余人員重復(fù)的功能, 開(kāi)始尋找一種方法解決Sim Gideon公司的 Gai-Tronics擴(kuò)音(PA)系統(tǒng)和Lost Pines公司的無(wú)線(xiàn)基站通訊。
Runkel說(shuō):“許多Sim Gideon的系統(tǒng)達(dá)到它們使用的壽命,無(wú)論如何需要更換。”

管理層開(kāi)始為硬接線(xiàn)擴(kuò)音系統(tǒng)使用射頻功率(RFP),但是立刻引起保守派的震驚,因此,我們開(kāi)始自我反省無(wú)線(xiàn)是否能解決兩種設(shè)備之間的通訊差異。因此,擴(kuò)音系統(tǒng)是我們采取無(wú)線(xiàn)的首選系統(tǒng)?,F(xiàn)在,我們每天都在尋找新方法把無(wú)線(xiàn)集成到我們的基礎(chǔ)設(shè)施" title="基礎(chǔ)設(shè)施">基礎(chǔ)設(shè)施中。
Runkel 說(shuō),在Lost Pines公司的年度戰(zhàn)略合作會(huì)議上,來(lái)自英維思(Invensys)公司的代表提議: 在工廠(chǎng)實(shí)施無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn)。Lost Pines公司和英維思公司共同進(jìn)行無(wú)線(xiàn)評(píng)估,從而決定覆蓋率和設(shè)備放置,然后實(shí)施一種自助式的無(wú)線(xiàn)解決方案把兩個(gè)工廠(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)。這些解決方案包括:

? .建造360°WiMax回程線(xiàn)路(backhaul),它能在工廠(chǎng)建立一個(gè)無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn),見(jiàn)圖2;
? .為工廠(chǎng)安裝52 Wi-Fi訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn),從而進(jìn)行局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn);
? .建立支持IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語(yǔ)音(VoIP)的公用基礎(chǔ)設(shè)施,從而支持無(wú)線(xiàn)Vocera即按即說(shuō)(push-to-talk)的應(yīng)用;
? .在所有設(shè)備間,安裝無(wú)線(xiàn)揚(yáng)聲器;
? .把員工的程控交換機(jī)(PBX)和個(gè)人電話(huà)集成到整個(gè)系統(tǒng)來(lái)加強(qiáng)互聯(lián)。

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圖2.無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn)


圖2.無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn)

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在電廠(chǎng)的公園的中部安裝360°WiMax回程線(xiàn)路,從而建立覆蓋兩個(gè)工廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn)。

英維思的無(wú)線(xiàn)性能服務(wù)主管Greg Burns說(shuō):“無(wú)線(xiàn)項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是知道無(wú)線(xiàn)能解決什么應(yīng)用或商業(yè)問(wèn)題。你需要機(jī)動(dòng)的勞動(dòng)力、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄、條件監(jiān)視、資產(chǎn)跟蹤、物理安全、人員安全或改進(jìn)的通訊嗎?無(wú)線(xiàn)能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),因此你能恰當(dāng)?shù)貙?shí)施每個(gè)應(yīng)用?!?BR>
Lost Pines公司新的無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施使用英維思合作伙伴Apprion公司的電離層網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和離子發(fā)生器設(shè)備。Apprion公司主席兼CEO Steve Lambright說(shuō):“離子平臺(tái)管理控制器和分布組件應(yīng)用設(shè)備,以及Lost Pines公司三個(gè)高速和三個(gè)低速無(wú)線(xiàn)電。平臺(tái)掃描和獲得并管理現(xiàn)場(chǎng)的所有無(wú)線(xiàn)設(shè)備。這允許應(yīng)用集成和可視化,給Lost Pines 公司整個(gè)車(chē)間一個(gè)地理上的我的地盤(pán)(MySpace),一眼能看到所有的設(shè)備。用戶(hù)能點(diǎn)擊列表設(shè)備并顯示管理控制臺(tái)或點(diǎn)擊系統(tǒng)的上游和下游的設(shè)備。” 結(jié)果,Lambright聲明,無(wú)線(xiàn)能提供即時(shí)的,可測(cè)量的投資回報(bào)(ROI);一種可擴(kuò)展的框架和基礎(chǔ)設(shè)施;低的輸入成本;更多的供應(yīng)商選擇;可預(yù)測(cè)的所有者成本和改進(jìn)的物理安全。

Runkel補(bǔ)充道,Lost Pines的三個(gè)主要無(wú)線(xiàn)技術(shù)提供一種經(jīng)濟(jì)地解決兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的通訊差異的方法,并通過(guò)將來(lái)的證明設(shè)備為實(shí)際的無(wú)線(xiàn)應(yīng)用" title="無(wú)線(xiàn)應(yīng)用">無(wú)線(xiàn)應(yīng)用提供連續(xù)的投資回報(bào)的基礎(chǔ)。 Runkel說(shuō):“這也建立一個(gè)性?xún)r(jià)比高的方法,帶給低優(yōu)先級(jí)設(shè)備控制,指示和報(bào)警功能到中控監(jiān)視。無(wú)線(xiàn)通過(guò)長(zhǎng)距離的WiMax技術(shù)使遠(yuǎn)程站點(diǎn)連接。例如,我們正在無(wú)線(xiàn)控制有5里遠(yuǎn)的河泵站,在那里我們監(jiān)視流量和電流,甚至起/停電機(jī)。我們也在工程設(shè)計(jì)階段包括在遠(yuǎn)程/無(wú)人站點(diǎn)采用無(wú)線(xiàn)。

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圖3.餅狀圖


圖3.餅狀圖

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Lost Pines公司的鳥(niǎo)瞰圖顯示在兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的WiMax, Wi-Fi (IEEE 802.11), 和VoIP的覆蓋半徑。

Runkel 說(shuō),Lost Pines公司從無(wú)線(xiàn)得到其他好處,包括在360°無(wú)線(xiàn)傘型天線(xiàn)的幫助下,成本是可管理的;在寬帶空載傳輸802.16和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的幫助下,使無(wú)線(xiàn)射頻覆蓋率安全;使更寬范圍的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接;用實(shí)時(shí)探測(cè)最小化設(shè)備故障的影響;使網(wǎng)絡(luò)安全針對(duì)流氓設(shè)備干擾;在一個(gè)系統(tǒng)中組織所有無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù);通過(guò)設(shè)備提供廠(chǎng)級(jí)語(yǔ)音通訊和揚(yáng)聲器廣播;有能力通過(guò)設(shè)備進(jìn)行緊急廣播提醒人員撤離和通知緊急響應(yīng)服務(wù)。

目前正在Lost Pines公司開(kāi)發(fā)一些其他的無(wú)線(xiàn)應(yīng)用,包括更多的使用WiMax遠(yuǎn)射技術(shù),父站的即按即說(shuō)通訊的擴(kuò)展,為安全和可視化檢測(cè)而采取的工廠(chǎng)的視頻監(jiān)視" title="視頻監(jiān)視">視頻監(jiān)視,F(xiàn)W 加熱水平控制和報(bào)警,油庫(kù)燃料油液位指示,高溫爐視頻監(jiān)視,火爐性能,火球監(jiān)視,火爐傾動(dòng)性能,各種報(bào)警功能,污水提升站,無(wú)水氨水泄露探測(cè)。

Runkel :“我們學(xué)的主要課程是: 得到早期涉及的IT,并不戰(zhàn)勝它們;早期形成一個(gè)項(xiàng)目組;不特別實(shí)施無(wú)線(xiàn);考慮企業(yè)范圍因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)不僅僅用于控制測(cè)量;理解沒(méi)有解決所有需要的技術(shù)。無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的機(jī)遇僅僅通過(guò)我們的想象而受到限制?!?BR>
無(wú)線(xiàn)101
WiMAX 代表世界范圍的微波訪(fǎng)問(wèn)的互操作性,并命名為WiMAX 論壇( WiMAX Forum)。它是基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),作為電纜的替代品和數(shù)字用戶(hù)環(huán)路(DSL)。最終,WiMAX 提供固定的,移動(dòng)的,便攜的,移動(dòng)無(wú)線(xiàn)寬帶連接,這種連接不需要直接的到基站的視線(xiàn)。典型的單元半徑部署是3到10千米,對(duì)固定和便攜訪(fǎng)問(wèn)應(yīng)用來(lái)說(shuō),被鑒定的論壇系統(tǒng)期待分布能力每通道高達(dá)40 Mbps。

Wi-Fi是在IEEE 802.11b 標(biāo)準(zhǔn)中定義的一個(gè)名稱(chēng),這種標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)運(yùn)行在2.4 GHz頻譜,帶寬為11 Mbps的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(LAN)。Wi-Fi由Wi-Fi聯(lián)盟管理,它報(bào)告說(shuō)Wi-Fi 和WiMAX將會(huì)共存,并為它們的應(yīng)用提供更多的補(bǔ)充。Wi-Fi技術(shù)設(shè)計(jì)并優(yōu)化LAN,當(dāng)WiMAX設(shè)計(jì)并優(yōu)化城域網(wǎng)(MAN)時(shí)。典型地,WiMAX 不能作為Wi-Fi的替代品考慮。換句話(huà)說(shuō),聯(lián)盟補(bǔ)充道,在更大的地理范圍上,WiMAX通過(guò)擴(kuò)展它的到達(dá)距離和提供像Wi-Fi的用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)補(bǔ)充 Wi-Fi。

VoIP或IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語(yǔ)音——眾所周知,作為電話(huà)學(xué)、因特網(wǎng)電話(huà)學(xué)、寬帶電話(huà)" title="寬帶電話(huà)">寬帶電話(huà)學(xué)、寬帶電話(huà)、寬帶傳輸語(yǔ)音——是通過(guò)因特網(wǎng)或通過(guò)任何其他基于IP的網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音對(duì)話(huà)路由。提供VoIP服務(wù)的公司通常被視為供應(yīng)商,用于攜帶IP網(wǎng)絡(luò)上的聲音信號(hào)的協(xié)議被視為通過(guò)IP或VoIP協(xié)議傳輸語(yǔ)音。

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