利用物理定位 成就智能化工厂

    有用资源的远程鉴定已经引起了人们极大的兴趣，这要特别感谢沃尔玛的射频识别（RFID）计划。改进的工业技术曾帮助很多企业迅速识别、追踪关键资源，从而改进站点的运营效率、安全性以及员工安全。

    制造商在选择最适当的技术时必须考虑以下几个因素：基础设施要求、检测范围、检测精度、可靠性、带有RFID电子标签的电池寿命、更新速率和成本。此外，还需考虑下列几项技术。
Wi-Fi。 Wi-Fi系统使用电池驱动的电子标签和现有产品访问点，非常适用于室外和室内环境下需要大致定位信息的应用，也适合于拥有现有Wi-Fi网络的工厂。

    脉冲为5.8 GHz的主动式射频识别（RFID）。 这款精确的定位系统非常适合于要求苛刻的多路室外或室内环境。该系统多年电池驱动的电子标签发出ISM频段5.8 GHz的脉冲信号，由接收器捕获。
超宽带无线通信技术（UWB）。UWB也是一款精确的定位系统，旨在确定要求苛刻的多路室外或室内环境中的有用资源，多年电池驱动的电子标签发出高频（6-8GHz）脉冲信号，由接收器捕获。UWB使用的频率范围在全球还未统一。

    全球定位系统（GPS）。GPS不需要基础设施，由多个接收器组成，这些接收器通过测量各自间的距离或者测量三个及更多GPS卫星间的距离进行定位。

    部分解决方案可以将UWB、Wi-Fi、主动式RFID和GPS集成到一个平台中。除此以外，它还具有一些其它的先进特性：将RFID电子标签和GPS装置与设备或人员进行连接，创建可以触发自动通知的业务规则，创建查询报告和查看报告。

    实时定位数据与整个过程知识系统的整合使用户（从现场操作员到管理人员）更深入地了解整个操作过程。这使得工厂又向“智能化”迈进了一步。

图1 制造商为应用选择最适当的定位系统时必须考虑的几个因素

    “第三只眼”无线技术介入油罐区

    罐区监控成为制造厂面临的巨大挑战，无论是暴露在外的员工或是危险环境，还是从远处监控罐内液面，但工业无线技术提供了优化这些工作、提高整体效率的机会。油罐可以位于距炼油厂500英尺至2英里以外的任何地点，这对于需要监控运营过程的公司而言是一个巨大的挑战。传统上，公司要安排至少两名操作人员解决这一问题，一名在现场，另一名在控制室。这样经常会有安全风险，影响监控的实施。

    公司解决此问题的方法之一就是部署有线监控系统。由于许多罐区属于爆炸危险区，工人们禁止使用未标有本质安全的电子设备和配线。对于常规配线，公司预计支付约每英尺25美元至40美元；对于本质安全的配线，成本大致为每英尺80美元至100美元。

    但是，无线基础设施可以提供更经济、更有效的替代品。

    经济、有效、安全

    无线替代品降低了安装成本，无须安装任何配线或导线管，对厂商而言易于实施，对操作人员而言价格更低，干扰更少。

    无线运营本身也实现了增值，公司可以更轻松地追踪库存，提高吞吐量，优化运营。例如，公司可以实时访问罐内液位信息，远胜于仅依赖现场操作人员提供不连续的资料，然后手动呼叫控制室操作人员。

    此外，使用手动检查的工厂仅能部分填充油罐，以避免溢出的危险。无线仪器使操作人员更准确地监控液位，并由此提高吞吐量，亦无须担心溢出问题。最终，提高了安全性，提升了效率。
无线解决方案在危险区最明显的优势在于它大大减少了工作人员以十分危险的方式亲自去现场监控数据点的几率。更少的配线就意味着更少的致命火星，火星会引燃易燃蒸汽，对公司的工厂、员工和周围地区造成极大的损害。

    实际应用

    无线技术可以保护在易爆环境下进行危险工作的员工，并使工厂更加符合政府与行业法规。

    例如，一家制药公司一直在寻找一种更好地监控酒精罐液位的方法，以降低员工的安全风险。以前的测量方法需要员工沿狭窄的楼梯走到存储罐的顶部，打开6英寸的罐口，将量尺插到酒精中。

    有线解决方案则需要300至400英尺线缆或导线管，这无疑是一个非常昂贵的方案。这样就更需要一款无线解决方案，它需要包括一个位于距存储罐300码处的无线基地，存储罐上需带有可以显示酒精高度的压力传送器。数据被传送到一个可编程逻辑控制器（PLC）中，员工可以实时观看。

    此新系统降低了员工和环境的安全风险。如今，该公司排放到空气中的酒精气体减少了，因为员工不再需要亲自打开酒精罐进行测量了。

    新无线系统的效率使客户进一步探索其它用途，如将无线技术引入到工厂实际过程中，无线应用也可以排除混乱，缩短员工维护整个区域所需的时间。该区域的线缆和导线管大幅减少，更易于清理，同时清除了聚积污垢和灰尘的区域。

    战略投资

    监控罐内液位有助于确保用于财务报告、生产计划及时间安排的数据的准确性。不准确的测量可能导致容量使用不理想、账目错误甚至发生溢出等环境事件。最理想的解决方案包括在工厂范围内对无线基础设施进行验证性测量，以提高经营绩效并节省成本。

图2   OneWireless 罐区解决方案——一台XYR 6000发射器与一台霍尼韦尔Enraf SmariRadar测量仪通信