第一次聽到OneWireless工業無線系統技術報告時，腦子里馬上聯想到自己從事的設計工作：無線？無線！好了，我今后不必再去畫什么儀表接線圖、供電系統圖、接線柜端子圖、I/O端子圖了，最煩、最令人討厭的敷設圖我也只需標個測點位置就行了！ 當然，我也想到了別人：安裝工人也無需配線、對線、接線，無需架電纜橋架；現場維修工人也不用再看接線圖紙，不用檢查線路故障。
冷靜下來一想，無線的確有優勢，今后的趨勢也可能是無線取代有線。但是，無線剛出來，產品價格還有點貴，怎么用還不清楚，推廣得有個過程，學習也得有個過程。
OneWireless 無線主干網絡的設備構成
OneWireless無線主干網絡的設備構成有不同的方案，其中最常見的是由無線現場設備（如無線變送器）、無線網關（多功能節點或現場設備接入點）、無線管理平臺組成的系統。
無線變送器是帶無線通訊功能的變送器；無線網關（多功能節點或現場設備接入點）支持同無線變送器的無線通訊并構建一個通訊速度非常快的無線Mesh主干網絡；無線管理平臺管理無線現場設備和無線網絡，并實現與應用主機的通訊。
珠江水泥
珠江水泥回轉窯上測溫點，以往采用碳刷滑環的方式從轉動的窯體上引出信號，由于固定的碳刷與轉動滑環接觸不好，信號不穩定，影響測溫效果，故采用無線方案。2臺無線溫度變送器自動選擇同多功能節點M1、M2進行無線通訊，位于控制室附近的多功能節點M1作為網關，把所有數據傳輸至無線管理平臺及控制系統（見圖1）。
點評：回轉窯是360旋轉，一臺多功能節點總有接收不到測量信號的時候，所以這里用了兩臺多功能節點。轉動設備、移動設備上的參數測量，現場偶而能碰上，以前有一些只能說是應付的辦法，很難達到使用要求，這一回可有了一個好的解決辦法。
華東電力試驗研究院
應用情況：電力試驗研究院的科研人員經常要到各電廠進行現場設備性能測試（如汽機、鍋爐性能測試），以往每到一個現場除了安裝檢測儀表外，都需要敷設電纜并接線。測試結束后，又要拆除接線，收回電纜。現在該院配備了全套無線系統，包括2臺多功能節點、22臺表壓變送器、10臺差壓變送器、5臺絕壓變送器、15臺溫度變送器、4臺模擬量輸入變送器、無線管理平臺。
點評：一般的現場使用有線設備要敷設管線，要接線，再麻煩也就在開頭安裝這一次，而在這里提到的測試工作在不同現場要重復多次。無需接線，無需敷設電纜，靈活方便，準備工作大大簡化，無線系統的優越性就充分體現出來。
中石化鎮海煉化8公里乙烯運輸管線
應用情況：中石化鎮海煉化計劃修建一條低溫乙烯運輸管線，總長約7,650m，連接裝卸碼頭和低溫罐區。乙烯運輸溫度要求為-150℃至-100℃。為確保管線運輸正常工作，需要對圖1 廣州珠江水泥：轉窯無線溫度監測管線溫度實時監測。管線兩端約500m各有一個溫度測點，其他5個測點分布為平均每隔1km一個溫度測點，共有7個溫度測點。管線溫度數據要求傳輸至低溫罐區控制室DCS控制系統實現集中、實時監測。如果采用常規的有線方案，距離過長，信號衰減導致不能正常測量。采用OneWireless工業無線解決方案，無需安裝電纜、橋架和接線，非常容易就可以實現對乙烯管線的監測。系統配置如下：
多功能節點，3臺；
無線溫度變送器，5臺；
無線管理平臺，軟件25點；
工作站，DELL D630；
無線網絡授權設備，XSK00。
乙烯運輸管線無線通訊系統示意圖見圖2，中，M1~M3為多功能節點，T1~T5為無線溫度變送器。無線溫度變送器同多功能節點進行無線通訊，3臺多功能節點之間無線通訊構建mesh無線主干網，位于低溫罐區的多功能節點M1作為網關，把所有數據同時傳輸至罐區DCS控制系統，采用Modbus RS485 同控制系統數據集成，可完成如下功能：可視化監測無線網絡的通訊狀態；支持無線變送器在線遠程組態；負責無線網絡的診斷和安全管理。由于多功能節點與無線溫度變送器之間最遠距離約3km，多功能節點M2與M3之間距離約6km，所以多功能節點與無線溫度變送器均配置了定向板狀高增益天線，可實現遠程通訊（通訊距離分別可達4km、10km）。
點評：對測點少、相互間距離過長的現場，采用無線傳輸方案就具有減少管線敷設投資、提高測量精度的優點，試想一下，總長約7650m的管線上的7個溫度測點，每個溫度測點平均敷設長度應在4km左右，4km管線中的兩芯導線、保護管及施工費用，大約在12萬元左右，總共七八十萬元花在管線上（投資應該超過全部無線設備的費用），實在是劃不來。
中石油大連石化
應用情況：在溶劑再生裝置/酸水氣提裝置管線（包括富溶劑、輕烴、貧溶劑、酸性水等介質）上安裝CEW6000M無線腐蝕變送器進行管線無線腐蝕監測，包括2臺多功能節點、8臺無線腐蝕變送器(配電極、探針)。無線腐蝕監測采用先進的測量技術和數據分析技術進行精確的總體腐蝕速率測量和點蝕的測量，可同時給出總體腐蝕率、點蝕系數、斯特恩-蓋里常數以及腐蝕機理因子4個參數，即可對管道的腐蝕狀態進行監測，預防管道泄漏，減少維護費用，從而實現管線遠程在線診斷、預測維護和報警。
點評：這是國內首套無線腐蝕變送器的應用，其在線診斷、預測維護功能是高水平的用戶期盼的。近年來中石油大連石化因設備泄漏故障頻發造成數次火災，同一企業內的溶劑再生裝置/酸水氣提裝置所使用的設備是否對他們有所啟示呢？畢竟安全是第一位的。
中聯煤層氣山西沁縣氣田
應用情況：無線系統包括：31臺各類無線壓力、溫度、多輸入變送器；6臺多功能節點；5臺無線視頻；10套太陽能供電系統；無線管理平臺。涵蓋了方圓5公里的10口煤層氣井的溫度、壓力、流量及抽油機停機狀態信號的數據采集及5口氣井的無線視頻監控，其中5口煤層氣井的溫度、壓力、流量的數據是通過無線變送器采集、5口煤層氣井的溫度、壓力、流量的數據為常規儀表，通過有線方式采集后，再通過多點無線模擬量輸入變送器轉換成無線信號后輸出。
點評：據介紹這是一個國家煤層氣高技術產業化示范工程，煤層氣井共有150口，真正大規模的應用還在后面呢。太陽能、視頻監控、無線，果真是示范工程，全是最時髦的，但也許用在這個溝壑縱橫的偏僻山區就是最合適的。煤層氣井相互間距較遠，無線可能是最經濟的；偏僻的地方人跡罕至，視頻監控可能是最安全的；距離遠又偏僻，供電是個難題，太陽能發電可能是最現實的。
這里還有一個特點是有線、無線結合，5口煤層氣井是清一色的無線設備，另外5口煤層氣井則是常規有線儀表與多點無線模擬量輸入變送器組合，看來有的時候需要采用這樣一些靈活的配置方案。
中石油西固油庫
應用情況：中石油西北銷售公司西固油庫改造項目中，要求做到以下幾點：在罐區增加輸油管路壓力測點；支持員工在鐵路棧橋作業時，能夠實時獲取控制系統的數據和實時錄入裝車數據和信息；實時獲取遠離控制室的油庫數據，實現數據共享。
由于輸油管線的壓力測點與控制中心之間被鐵路分隔、現有橋架和電纜溝已經接近滿載，實施方案采用霍尼韋爾公司的PKS控制系統和無線信號傳輸方案，所提供的無線設備包括：5臺多功能節點、23臺無線壓力變送器和5臺無線閥位回訊變送器、4臺移動工作站/RESS Server、無線管理平臺。
西固油庫無線通訊結構見圖3，無線變送器現場圖片見圖4。
通過5個多功能節點構建的無線網絡架構同時支持3種無線應用：
支持4個移動工作站，實現現場移動作業時可實時瀏覽PKS控制系統各類畫面及輸入鐵路裝卸站臺的過程數據；
支持同23臺無線壓力變送器和5臺無線閥位回訊變送器的通訊和過程數據監測；
采用Modbus TCP將無線網絡有線接入油庫計量PLC控制系統和油庫PKS控制系統。
霍尼韋爾公司還為該項目提供PKS控制系統，實現庫存管理系統、油品移動系統、公路自動付油系統、鐵路定量裝車系統、訂單管理系統、在線設備管理系統、視頻監控系統、無線通訊及廣播系統、門禁系統和績效管理系統。2010年12月投運后，裝運20t油的油罐車所需時間由40min縮短為25min，油罐車裝運工由7人/班減少為2人/班；火車裝運原由人工抄寫車號再計算機錄入的工作由無線手抄器完成；視頻監控系統、門禁系統的投入提高了罐區安全管理水平。
支持現場移動作業有移動工作站、IntelaTrac PKS無線手持巡檢設備，這兩種現場人員手持設備，可以通過無線網絡自動收集現場數據，執行資產智能管理。
點評：因有鐵路站臺的分隔，有線傳輸的方案無法實施，這是采用無線方案最早的理由；油庫計量PLC控制系統的數據是通過多功能節點無線傳輸到油庫PKS控制系統，也就是說，無線系統不僅傳送無線現場設備測量的信息，同時還可以在兩個控制系統之間遠距離傳送信息；無線技術將過程自動化延伸到了控制室之外，無線手持巡檢設備，可以通過無線網絡自動收集現場數據，移動工作站這可以在現場通過無線的方式訪問控制系統的關鍵過程參數、歷史數據、圖形、過程畫面、維護信息和其它重要數據，我想，這是否相當于將操作站搬到現場？
申能上海臨港燃氣電廠
應用情況：上海臨港燃氣電廠有4套350MW燃氣機組，生產現場參數檢測采用有線變送器，所測量的過程信息傳送到西門子DCS。電廠4套機組配有4套DCS，2套DCS公用一個控制室，各套DCS之間完全隔離，但又要求控制系統發生故障時，要保障其他機組的DCS操作站可以監視故障機組最重要的25個參數。25個參數中包括鍋爐部分的主蒸汽流量等 16個測點，還包括汽輪發電機部分的汽輪機真空等9個測點。
4套機組每套配一臺多功能節點作為其網關，采用ModbusRTU協議以RS485信號電纜有線接入DCS控制系統。這4臺多功能節點構成無線主干網絡，每套鍋爐機組的無線數據通過自己的多功能節點可集中匯入統一的無線數據庫，從而每套DCS不但可以通過自己的多功能節點獲得本機組的無線數據，同時還可以獲得其它3個機組的無線數據，從而滿足上述要求。
霍尼韋爾公司為該項目提供了253臺有線變送器、101臺無線變送器、4臺多功能節點和1套無線管理平臺。
點評：4套350MW燃氣機組各自的DCS完全隔離，在控制系統規模越來越大的潮流中，這個思路看起來怪怪的，但仔細一想也是蠻有道理的，肯定也是從他們自身的實踐經驗中總結出來的。這個方案如果采用有線方式實施，附加的設備、管線之多實在是難以想象。這里采用無線方案完美的解決這個難題的確有創意，讓我又學了一手。
再從整個系統看，又是一個有線、無線結合的例子，這樣做充分發揮了各自的優點。上面提到的每套機組25個無線變送器檢測的參數，分析一下，這些參數肯定也同時采用有線變送器檢測，從而做到同一參數中一套有線、一套無線，用不同方式實現冗余，其可靠性應該是最好的。
中石化某乙烯廠罐區
應用情況：無線系統包括：290臺各類無線壓力、溫度變送器；38臺多功能節點（包括5臺主網關和5臺冗余網關）；Experion Server 內嵌無線管理平臺。用于乙烯廠原料罐區、中間罐區、產品罐區的溫度、壓力、汽車衡數據采集。在網關接入Experion FTE（容錯以太網）之前，安裝了無線防火墻，只允許無線I/O數據雙向通過，而阻隔可能的病毒和垃圾信息，有效保護控制網絡和無線網絡，避免通訊中斷或丟失數據等情形的發生。
點評：因控制系統 DCS Experion 與無線系統都是霍尼韋爾公司的，只需使用內嵌在 Experion C300 控制器與服務器中的無線管理平臺實現一體化集成。該系統的規模是目前中國最大的，離我想象中應該達到幾千個點的規模已經不遠了。
結束語
目前見諸報道的應用實例不是太多，還有像無線讀表器、無線可燃氣體監測、無線設備振動（健康狀態）監測變送器、無線閥門回訊變送器（定位器）等類型的無線現場設備尚未見到國內應用的報道，我也還在等待國內有更多的創新應用，以不斷地研究學習。我始終相信：工業無線技術的發展前景是無限的。
