电厂实现无线通讯的三种方式
2008-01-07
作者:Jim Montague
因此,当大多数过程控制用户在他们工厂的非关键区域为进行有限的监视逐渐测试无线时,极少数勇敢的工程师用多种无线协议覆盖他们的设备,发现越来越多的地点和应用使用无线,并得到好处。
Lost Pines Power Park公司总部位于美国德克萨斯州, 具有42年历史的天然气工厂,是Lower Colorado River Authority公司的一部分。该公司生产经理Dave Runkel说:“我们开玩笑说我们已基本上把我们的现场变成大的Wi-Fi" title="Wi-Fi">Wi-Fi热点。”坐落在离Austin市30里的地方,在2001年,PARK公司开始作为组合式循环废热发电厂运行,在组合循环里,从不同的热力循环中产生电,带有最终用于工厂底层循环的冷凝器的加热系统。例如,从汽轮机排出的气可用于供给蒸汽轮机,从供热的蒸汽轮机冷凝。现在,Lost Pines Power Park公司拥有545MW的设备,据说比传统以煤气为燃料的工厂(见图1)的效率高30-40%。

图1.Lost Pines 和 Sim Gideon电厂
最近,Lost Pines公司开始使用无线,当它和相临的三单元620MW Sim Gideon电厂合并时,通过两个工厂共享,降低两个工厂许多冗余人员重复的功能, 开始寻找一种方法解决Sim Gideon公司的 Gai-Tronics扩音(PA)系统和Lost Pines公司的无线基站通讯。
Runkel说:“许多Sim Gideon的系统达到它们使用的寿命,无论如何需要更换。”
管理层开始为硬接线扩音系统使用射频功率(RFP),但是立刻引起保守派的震惊,因此,我们开始自我反省无线是否能解决两种设备之间的通讯差异。因此,扩音系统是我们采取无线的首选系统。现在,我们每天都在寻找新方法把无线集成到我们的基础设施" title="基础设施">基础设施中。
Runkel 说,在Lost Pines公司的年度战略合作会议上,来自英维思(Invensys)公司的代表提议: 在工厂实施无线伞型天线。Lost Pines公司和英维思公司共同进行无线评估,从而决定覆盖率和设备放置,然后实施一种自助式的无线解决方案把两个工厂的现场联系起来。这些解决方案包括:
? .建造360°WiMax回程线路(backhaul),它能在工厂建立一个无线伞型天线,见图2;
? .为工厂安装52 Wi-Fi访问点,从而进行局域网访问;
? .建立支持IP网络传输语音(VoIP)的公用基础设施,从而支持无线Vocera即按即说(push-to-talk)的应用;
? .在所有设备间,安装无线扬声器;
? .把员工的程控交换机(PBX)和个人电话集成到整个系统来加强互联。

图2.无线伞型天线
在电厂的公园的中部安装360°WiMax回程线路,从而建立覆盖两个工厂现场的无线伞型天线。
英维思的无线性能服务主管Greg Burns说:“无线项目成功的关键是知道无线能解决什么应用或商业问题。你需要机动的劳动力、现场数据记录、条件监视、资产跟踪、物理安全、人员安全或改进的通讯吗?无线能实现这些目标,因此你能恰当地实施每个应用。”
Lost Pines公司新的无线基础设施使用英维思合作伙伴Apprion公司的电离层网络平台和离子发生器设备。Apprion公司主席兼CEO Steve Lambright说:“离子平台管理控制器和分布组件应用设备,以及Lost Pines公司三个高速和三个低速无线电。平台扫描和获得并管理现场的所有无线设备。这允许应用集成和可视化,给Lost Pines 公司整个车间一个地理上的我的地盘(MySpace),一眼能看到所有的设备。用户能点击列表设备并显示管理控制台或点击系统的上游和下游的设备。” 结果,Lambright声明,无线能提供即时的,可测量的投资回报(ROI);一种可扩展的框架和基础设施;低的输入成本;更多的供应商选择;可预测的所有者成本和改进的物理安全。
Runkel补充道,Lost Pines的三个主要无线技术提供一种经济地解决两个现场的通讯差异的方法,并通过将来的证明设备为实际的无线应用" title="无线应用">无线应用提供连续的投资回报的基础。 Runkel说:“这也建立一个性价比高的方法,带给低优先级设备控制,指示和报警功能到中控监视。无线通过长距离的WiMax技术使远程站点连接。例如,我们正在无线控制有5里远的河泵站,在那里我们监视流量和电流,甚至起/停电机。我们也在工程设计阶段包括在远程/无人站点采用无线。

图3.饼状图
Lost Pines公司的鸟瞰图显示在两个现场的WiMax, Wi-Fi (IEEE 802.11), 和VoIP的覆盖半径。
Runkel 说,Lost Pines公司从无线得到其他好处,包括在360°无线伞型天线的帮助下,成本是可管理的;在宽带空载传输802.16和Wi-Fi网络的帮助下,使无线射频覆盖率安全;使更宽范围的设备网络连接;用实时探测最小化设备故障的影响;使网络安全针对流氓设备干扰;在一个系统中组织所有无线数据;通过设备提供厂级语音通讯和扬声器广播;有能力通过设备进行紧急广播提醒人员撤离和通知紧急响应服务。
目前正在Lost Pines公司开发一些其他的无线应用,包括更多的使用WiMax远射技术,父站的即按即说通讯的扩展,为安全和可视化检测而采取的工厂的视频监视" title="视频监视">视频监视,FW 加热水平控制和报警,油库燃料油液位指示,高温炉视频监视,火炉性能,火球监视,火炉倾动性能,各种报警功能,污水提升站,无水氨水泄露探测。
Runkel :“我们学的主要课程是: 得到早期涉及的IT,并不战胜它们;早期形成一个项目组;不特别实施无线;考虑企业范围因为无线不仅仅用于控制测量;理解没有解决所有需要的技术。无线应用的机遇仅仅通过我们的想象而受到限制。”
无线101
WiMAX 代表世界范围的微波访问的互操作性,并命名为WiMAX 论坛( WiMAX Forum)。它是基于IEEE 802.16标准技术,作为电缆的替代品和数字用户环路(DSL)。最终,WiMAX 提供固定的,移动的,便携的,移动无线宽带连接,这种连接不需要直接的到基站的视线。典型的单元半径部署是3到10千米,对固定和便携访问应用来说,被鉴定的论坛系统期待分布能力每通道高达40 Mbps。
Wi-Fi是在IEEE 802.11b 标准中定义的一个名称,这种标准针对运行在2.4 GHz频谱,带宽为11 Mbps的无线局域网(LAN)。Wi-Fi由Wi-Fi联盟管理,它报告说Wi-Fi 和WiMAX将会共存,并为它们的应用提供更多的补充。Wi-Fi技术设计并优化LAN,当WiMAX设计并优化城域网(MAN)时。典型地,WiMAX 不能作为Wi-Fi的替代品考虑。换句话说,联盟补充道,在更大的地理范围上,WiMAX通过扩展它的到达距离和提供像Wi-Fi的用户经验来补充 Wi-Fi。
VoIP或IP网络传输语音——众所周知,作为电话学、因特网电话学、宽带电话" title="宽带电话">宽带电话学、宽带电话、宽带传输语音——是通过因特网或通过任何其他基于IP的网络的语音对话路由。提供VoIP服务的公司通常被视为供应商,用于携带IP网络上的声音信号的协议被视为通过IP或VoIP协议传输语音。
