在过去两年里,油气行业的创新者们已经体验并证实了
无线监测
仪表在远程或难以到达区域中的应用价值
CONTROL ENGINEERING China版权所有,在这些应用中如果采用有线设备,那么所需的高昂建设成本将是无法承受的。无论从运行性能还是成本考虑,无线方案都具有很大优势,而且安全可靠,可以广泛应用于传统采用有线方案的上游作业中。
传统的接线依然会用于连续控制,如海上平台和炼油厂, 以及安全系统。但无线技术已普遍应用于现有工厂装置中,而且在新建项目中也已开始使用。
先进的无线技术与有线技术相比,投入成本低,占地面积少,是平台应用的理想选择。与传统4-20毫安有线模拟量仪表相比,安装无线每个节点可节省30%的费用,无线技术在北美地区已成为主流应用。
任何熟悉工业自动化的人都知道,从本世纪90年代中期开始,人们就在寻找一种可以替代4-20mA模拟标准的技术
www.cechina.cn,后来ISA开发了Foundation 现场总线等技术,已为各工业行业广泛应用。
最新的研究表明如果所需敷设电缆不超过250米,连接点数小于500点,那么
无线仪表的安装成本比Foundation现场总线方案还要低。如果高于这个指标,现场总线方案会比无线方案更省钱。这就说明海上应用可以综合利用这些技术,在安全系统中采用传统的4-20毫安;控制采用现场总线;监测和低频率控制应用则使用无线技术。无线的优势还包括:简化工程和实施工作,启动更快更灵活,既使后期改变设计也没问题,因为它的安装非常简单。
安全也是需要考虑的因素,过程和运行信息可根据需要进行无线传递,工作人员无需在高压高温的地方人工读取数据。
艾默生智能无线方案采用自组织网状网络技术,弥补了老式的
CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要目视路径的系统所存在的缺陷。比如,无线仪表可以任意分布在陆上油田,而采用传统的有线仪表进行数据采集难以实施,而且缺乏灵活性。自组织网状网络连续监测压力、温度、流量和振动测量设备的数据传输,并自动寻找信号到达网关的最佳通讯路径,如果临时出现某个障碍物挡住了通讯路径,邻近的无线仪表可作为路由器继续传递信号。通过这种方法保持信号的连通,可使数据传输的可靠性达到99%以上。
这项技术是WirelessHART标准的根本,该标准获得了200多个代表仪表厂商和用户的HART通讯基金会成员的认可。目前已有相当数量的现场仪表、阀门和设备定位监测器、振动数据变送器和智能无线网关可以满足这项标准
CONTROL ENGINEERING China版权所有,并已应用于石油工业。
成功项目
英国BP Wytch油田很早就开始应用智能无线网络,这是欧洲最大的海上作业油田之一。为了提高工作人员的效率
www.cechina.cn,免除每天人工巡检读取井口仪表读数的工作,BP公司安装了40台罗斯蒙特无线压力变送器,每个井口2台。智能无线网关单独安装在过程区域以外,将无线变送器的信号传递到控制系统。新添加任何一台无线仪表只需30分钟即可运行,无线仪表可对油井进行连续监测,发现压力的异常情况。
BP公司的经理Chris Geen说:“Wytch油田是BP公司用以证明自组织无线网络是否适用的一个重要试点项目。随着这个项目的成功应用,BP还准备将智能无线方案应用于相类似的海上平台中。”
StatoilHydro公司在其Grane石油平台上也采用了智能无线网络,用以对地处北海岸偏远地区的井口和热交换机进行远程监测。有些障碍物会阻挡目视通讯路径,但对于自组织无线网络来说这完全不是问题。
在这个案例中,井口安装了22台