智能工廠數(shù)字無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)建設(shè)是工業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展的趨勢(shì)，而無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)對(duì)于智能工廠是個(gè)必不可少的基本條件。智能工廠建設(shè)數(shù)字無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)解決方案采用LTE移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)裝置、罐區(qū)和廠區(qū)環(huán)境的全面感知和監(jiān)控；同時(shí)實(shí)現(xiàn)各崗位的協(xié)同工作，緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而達(dá)到降本增效、協(xié)同響應(yīng)、移動(dòng)化作業(yè)和管理的效果。
廠區(qū)在無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)方面主要面臨如下的問(wèn)題和挑戰(zhàn)：
生產(chǎn)調(diào)度通信效率低，質(zhì)量差：總調(diào)與各車間內(nèi)操采用有線調(diào)度電話逐一溝通，效率低；內(nèi)操和外操使用無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)，一個(gè)車間一個(gè)頻段，跨車間之間不能對(duì)講，各頻率之間容易干擾導(dǎo)致串音；對(duì)講系統(tǒng)由于沒(méi)有權(quán)限管理，安全性差；調(diào)度系統(tǒng)只有語(yǔ)音調(diào)度，無(wú)法全面了解現(xiàn)場(chǎng)情況；
生產(chǎn)信息不完整：現(xiàn)有工廠存在少部分計(jì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境排放等信息還需要人工進(jìn)行巡檢，不能全面感知；
通信手段不完善，HSE管理不智能：指揮中心人員無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，包括現(xiàn)場(chǎng)的圖像信息，人員、車輛的位置信息等，在應(yīng)急情況下難于制定出準(zhǔn)確的調(diào)度方案。
生產(chǎn)巡檢沒(méi)有智能化，巡檢質(zhì)量不高：目前假巡檢，不按規(guī)定進(jìn)行巡檢，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常，給生產(chǎn)管理造成了很大的困擾。
無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)解決方案
無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)解決方案采用LTE移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)裝置、罐區(qū)和廠區(qū)環(huán)境的全面感知和監(jiān)控；同時(shí)實(shí)現(xiàn)各崗位的協(xié)同工作，緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。達(dá)到降本增效、協(xié)同響應(yīng)、移動(dòng)化作業(yè)和管理的效果。工廠無(wú)線通信解決方案示意圖如下所示：
圖1 無(wú)線通信方案示意圖
從圖中可看出，智能工廠無(wú)線對(duì)講通信系統(tǒng)解決方案主要包含以下幾個(gè)應(yīng)用：
無(wú)線調(diào)度通信：生產(chǎn)控制中心作業(yè)人員和站場(chǎng)作業(yè)人員能夠進(jìn)行多方通話，互通信息，及時(shí)完成相關(guān)緊急情況的處理；
無(wú)線視頻監(jiān)控：對(duì)于不便設(shè)置有線接入網(wǎng)絡(luò)的裝置、路口等位置設(shè)置移動(dòng)回傳攝像頭，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況，保障生產(chǎn)的安全；
無(wú)線抄表：對(duì)于一些灌區(qū)、裝置區(qū)難于實(shí)現(xiàn)有線連接或者人工的抄表，可以采用無(wú)線遠(yuǎn)程抄表實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)狀況的全方位檢測(cè)；
無(wú)線定位：通過(guò)GPS定位外操人員所處精確位置，生成運(yùn)動(dòng)路徑，并結(jié)合終端實(shí)現(xiàn)倒地報(bào)警等功能，提高外操人員安全保護(hù)水平；
無(wú)線智能巡檢：通過(guò)LTE實(shí)時(shí)回傳外操人員巡檢過(guò)程中采集的儀表數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄“跑、冒、滴、漏”的情況，提高巡檢效率，保證安全生產(chǎn)。
(一)無(wú)線調(diào)度通信
在工廠生產(chǎn)過(guò)程中，需要內(nèi)操、外操員工相互配合按照計(jì)劃完成操作和工藝等業(yè)務(wù)，有時(shí)也需要專家的遠(yuǎn)程支持，實(shí)現(xiàn)信息共享和高效處理問(wèn)題等。
LTE的無(wú)線對(duì)講調(diào)度通信系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線對(duì)講集群通信系統(tǒng)的基本功能，還能對(duì)無(wú)線對(duì)講集群通信系統(tǒng)下的終端進(jìn)行移動(dòng)終端注冊(cè)管理、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、組呼、強(qiáng)插強(qiáng)拆、分群等基本調(diào)度功能，溝通效率高，也避免了頻段干擾和串音，跨車間也可以對(duì)講。緊急情況下，可以通過(guò)高優(yōu)先級(jí)通話保證事故的應(yīng)急處理。無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)能夠和現(xiàn)有的有線調(diào)度系統(tǒng)互通，具備有線調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度無(wú)線集群終端的能力。無(wú)線調(diào)度臺(tái)和無(wú)線對(duì)講集群通信系統(tǒng)終端之間可以通過(guò)語(yǔ)音、短信、彩信、視頻對(duì)講等多種形式通信，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)。
圖2 無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)組網(wǎng)圖
(二)無(wú)線視頻監(jiān)控
工廠廠區(qū)內(nèi)，早期規(guī)劃有光纜的地點(diǎn)可以部署有線的視頻監(jiān)控，對(duì)于新擴(kuò)建的廠房區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)，還有距離較遠(yuǎn)的地方（如碼頭區(qū)域），則難于部署。
無(wú)線視頻監(jiān)控方案按照廠級(jí)、車間或其他分監(jiān)控點(diǎn)兩級(jí)設(shè)計(jì)。LTE無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包含視頻監(jiān)控管理平臺(tái)、車間（分）監(jiān)控室、LTE回傳網(wǎng)絡(luò)、前端子系統(tǒng)等，如下圖所示：
圖3 LTE無(wú)線視頻監(jiān)控組網(wǎng)方案
基于LTE的視頻監(jiān)控，不但能滿足固定的大帶寬視頻業(yè)務(wù)，還可以滿足移動(dòng)監(jiān)控場(chǎng)景的需求，監(jiān)控業(yè)務(wù)領(lǐng)域大大擴(kuò)展。手持終端還支持全高清視頻監(jiān)控(1080P)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的高清視頻回傳，幫助客戶實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。使用無(wú)線的方式還具有部署靈活，減少布線困難及成本等優(yōu)勢(shì)。
(三)無(wú)線抄表
在工廠許多分散的測(cè)點(diǎn)，需要回傳壓力、溫度、流量、液位、開關(guān)量輸入、模擬量輸入、開關(guān)量輸出、腐蝕、閥位、危險(xiǎn)氣體檢測(cè)等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠生產(chǎn)狀況的全方位了解。如果用有線通信去實(shí)現(xiàn)，將會(huì)帶了部署上的困難和成本，同時(shí)不具備靈活性，周期也長(zhǎng)。提供的LTE無(wú)線抄表方案組網(wǎng)圖如下所示：
圖4 LTE無(wú)線抄表組網(wǎng)方案
LTE無(wú)線抄表系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：無(wú)線變送器、工業(yè)Mesh網(wǎng)絡(luò)、LTE回傳網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線抄表業(yè)務(wù)平臺(tái)等。
采用LTE+工業(yè)無(wú)線抄表方案，可以避免有線方案時(shí)會(huì)遇到的電纜和接線問(wèn)題，比如敷設(shè)電纜和橋架困難、數(shù)十公里外的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目改造、快速實(shí)施等情況。LTE+工業(yè)無(wú)線技術(shù)不但使得工程實(shí)施簡(jiǎn)單、便捷，節(jié)省大量安裝和調(diào)試時(shí)間，后期維護(hù)費(fèi)用也低。
(四)無(wú)線智能巡檢
巡檢管理是石油煉化企業(yè)日常工作的重要組成部分，隨著現(xiàn)代化設(shè)備的自動(dòng)化程度、技術(shù)密集程度越來(lái)越高，一旦出現(xiàn)事故就會(huì)影響整個(gè)分系統(tǒng)或整臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行，因此，巡檢的重要性也越來(lái)越得到體現(xiàn)。
LTE無(wú)線電子巡檢系統(tǒng)由電子巡檢管理系統(tǒng)、手持終端和終端軟件三部分構(gòu)成，巡檢人員可以使用手持終端與電子巡檢管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互，上傳或者下載巡檢相關(guān)數(shù)據(jù)。組網(wǎng)圖如下所示：
圖5 LTE無(wú)線巡檢組網(wǎng)方案
基于LTE手持終端的無(wú)線數(shù)字化巡檢系統(tǒng)，集成了巡檢路線自動(dòng)識(shí)別、數(shù)據(jù)電子化記錄、工作狀態(tài)監(jiān)督、數(shù)據(jù)匯總報(bào)告等功能，并可與企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)無(wú)縫連接，有效了解、檢查巡檢工作狀態(tài)。
通過(guò)該數(shù)字無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)可以有效的降低人為因素帶來(lái)的不檢、漏檢和錯(cuò)檢等問(wèn)題。還可實(shí)現(xiàn)在巡檢工作上的無(wú)紙化數(shù)據(jù)采集，同時(shí)運(yùn)行部門和設(shè)備管理部門能夠有效的監(jiān)督巡檢人員的工作情況，科學(xué)的管理和安排巡檢人員的巡檢工作，真正實(shí)現(xiàn)巡檢工作電子化、信息化、智能化，從而最大程度提高工作效率，保證了企業(yè)設(shè)備的低故障率安全運(yùn)行，提高設(shè)備運(yùn)行壽命。
(五)無(wú)線定位
煉化企業(yè)對(duì)員工HSE方面一直非常關(guān)注。但由于工廠區(qū)域較大，裝置密集，有時(shí)無(wú)法了解外操人員的地理位置，存在安全隱患。為實(shí)時(shí)了解員工的地理位置，需要提供定位功能。
LTE無(wú)線定位系統(tǒng)主要包含以下幾部分：手持終端功能、GIS服務(wù)功能、基于電子地圖的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)功能等。定位方案組網(wǎng)圖如下所示：
圖6 LTE定位組網(wǎng)方案
智能工廠無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)解決方案，客戶可對(duì)專網(wǎng)用戶、車輛等進(jìn)行實(shí)時(shí)GIS定位，實(shí)現(xiàn)安全管理；在GIS定位基礎(chǔ)上還可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)、調(diào)度，有效提升效率。
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