智能工廠數(shù)字無線對講系統(tǒng)建設(shè)是工業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展的趨勢，而無線對講通信系統(tǒng)對于智能工廠是個必不可少的基本條件。智能工廠建設(shè)數(shù)字無線對講通信系統(tǒng)解決方案采用LTE移動通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)裝置、罐區(qū)和廠區(qū)環(huán)境的全面感知和監(jiān)控；同時實(shí)現(xiàn)各崗位的協(xié)同工作，緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，從而達(dá)到降本增效、協(xié)同響應(yīng)、移動化作業(yè)和管理的效果。
廠區(qū)在無線對講通信系統(tǒng)方面主要面臨如下的問題和挑戰(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)操和外操使用無線對講通信系統(tǒng)，一個車間一個頻段，跨車間之間不能對講，各頻率之間容易干擾導(dǎo)致串音；對講系統(tǒng)由于沒有權(quán)限管理，安全性差；調(diào)度系統(tǒng)只有語音調(diào)度，無法全面了解現(xiàn)場情況；
生產(chǎn)信息不完整：現(xiàn)有工廠存在少部分計量數(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：指揮中心人員無法準(zhǔn)確實(shí)時了解現(xiàn)場的情況，包括現(xiàn)場的圖像信息，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)致不能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常，給生產(chǎn)管理造成了很大的困擾。
無線對講系統(tǒng)解決方案
無線對講通信系統(tǒng)解決方案采用LTE移動通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)裝置、罐區(qū)和廠區(qū)環(huán)境的全面感知和監(jiān)控；同時實(shí)現(xiàn)各崗位的協(xié)同工作，緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)。達(dá)到降本增效、協(xié)同響應(yīng)、移動化作業(yè)和管理的效果。工廠無線通信解決方案示意圖如下所示：
圖1 無線通信方案示意圖
從圖中可看出，智能工廠無線對講通信系統(tǒng)解決方案主要包含以下幾個應(yīng)用：
無線調(diào)度通信：生產(chǎn)控制中心作業(yè)人員和站場作業(yè)人員能夠進(jìn)行多方通話，互通信息，及時完成相關(guān)緊急情況的處理；
無線視頻監(jiān)控：對于不便設(shè)置有線接入網(wǎng)絡(luò)的裝置、路口等位置設(shè)置移動回傳攝像頭，遠(yuǎn)程實(shí)時了解生產(chǎn)現(xiàn)場情況，保障生產(chǎn)的安全；
無線抄表：對于一些灌區(qū)、裝置區(qū)難于實(shí)現(xiàn)有線連接或者人工的抄表，可以采用無線遠(yuǎn)程抄表實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)狀況的全方位檢測；
無線定位：通過GPS定位外操人員所處精確位置，生成運(yùn)動路徑，并結(jié)合終端實(shí)現(xiàn)倒地報警等功能，提高外操人員安全保護(hù)水平；
無線智能巡檢：通過LTE實(shí)時回傳外操人員巡檢過程中采集的儀表數(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)無線調(diào)度通信
在工廠生產(chǎn)過程中，需要內(nèi)操、外操員工相互配合按照計劃完成操作和工藝等業(yè)務(wù)，有時也需要專家的遠(yuǎn)程支持，實(shí)現(xiàn)信息共享和高效處理問題等。
LTE的無線對講調(diào)度通信系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)無線對講集群通信系統(tǒng)的基本功能，還能對無線對講集群通信系統(tǒng)下的終端進(jìn)行移動終端注冊管理、點(diǎn)對點(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，跨車間也可以對講。緊急情況下，可以通過高優(yōu)先級通話保證事故的應(yīng)急處理。無線調(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)度無線集群終端的能力。無線調(diào)度臺和無線對講集群通信系統(tǒng)終端之間可以通過語音、短信、彩信、視頻對講等多種形式通信，及時了解現(xiàn)場。
圖2 無線調(diào)度系統(tǒng)組網(wǎng)圖
(二)無線視頻監(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。
無線視頻監(jiān)控方案按照廠級、車間或其他分監(jiān)控點(diǎn)兩級設(shè)計。LTE無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包含視頻監(jiān)控管理平臺、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)，還可以滿足移動監(jiān)控場景的需求，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)隨時隨地的高清視頻回傳，幫助客戶實(shí)時掌握現(xiàn)場情況。使用無線的方式還具有部署靈活，減少布線困難及成本等優(yōu)勢。
(三)無線抄表
在工廠許多分散的測點(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、危險氣體檢測等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對工廠生產(chǎn)狀況的全方位了解。如果用有線通信去實(shí)現(xiàn)，將會帶了部署上的困難和成本，同時不具備靈活性，周期也長。提供的LTE無線抄表方案組網(wǎng)圖如下所示：
圖4 LTE無線抄表組網(wǎng)方案
LTE無線抄表系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：無線變送器、工業(yè)Mesh網(wǎng)絡(luò)、LTE回傳網(wǎng)絡(luò)和無線抄表業(yè)務(wù)平臺等。
采用LTE+工業(yè)無線抄表方案，可以避免有線方案時會遇到的電纜和接線問題，比如敷設(shè)電纜和橋架困難、數(shù)十公里外的實(shí)時監(jiān)測、項(xiàng)目改造、快速實(shí)施等情況。LTE+工業(yè)無線技術(shù)不但使得工程實(shí)施簡單、便捷，節(jié)省大量安裝和調(diào)試時間，后期維護(hù)費(fèi)用也低。
(四)無線智能巡檢
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)備的自動化程度、技術(shù)密集程度越來越高，一旦出現(xiàn)事故就會影響整個分系統(tǒng)或整臺機(jī)組的運(yùn)行，因此，巡檢的重要性也越來越得到體現(xiàn)。
LTE無線電子巡檢系統(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無線巡檢組網(wǎng)方案
基于LTE手持終端的無線數(shù)字化巡檢系統(tǒng)，集成了巡檢路線自動識別、數(shù)據(jù)電子化記錄、工作狀態(tài)監(jiān)督、數(shù)據(jù)匯總報告等功能，并可與企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)無縫連接，有效了解、檢查巡檢工作狀態(tài)。
通過該數(shù)字無線對講系統(tǒng)可以有效的降低人為因素帶來的不檢、漏檢和錯檢等問題。還可實(shí)現(xiàn)在巡檢工作上的無紙化數(shù)據(jù)采集，同時運(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)無線定位
煉化企業(yè)對員工HSE方面一直非常關(guān)注。但由于工廠區(qū)域較大，裝置密集，有時無法了解外操人員的地理位置，存在安全隱患。為實(shí)時了解員工的地理位置，需要提供定位功能。
LTE無線定位系統(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
智能工廠無線對講系統(tǒng)解決方案，客戶可對專網(wǎng)用戶、車輛等進(jìn)行實(shí)時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、調(diào)度，有效提升效率。
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