背景

Valero能源公司是一家财富500强公司，总部位于美国德克萨斯州圣安东尼奥市。其是全球最大的独立石油精炼和营销企业，在美国、加拿大、英国和加勒比地区共拥有15座炼油厂和10座乙醇厂。

Valero威尔明顿炼油厂最早于1969年试产，其完全集成了炼油的复杂工艺，可同时调和加利福尼亚州和外埠的原油以及产自本地和外地的原料。

霍尼韦尔是一家财富100强之一的多元化、高科技的先进制造企业，在全球，其业务涉及航空产品和服务，楼宇、家庭和工业控制技术，涡轮增压器以及特性材料。霍尼韦尔过程控制部（以下简称Honeywell）是提供自动化控制系统、仪器仪表和服务的业界先驱，服务石油天然气、炼油、纸浆和造纸、发电、化工和石化、生物燃料、生命科学，以及金属、矿场和采矿行业。

霍尼韦尔过程控制部隶属于霍尼韦尔特性材料和技术战略业务集团。集团旗下还包括UOP，国际领先的专门向炼油、石化和天然气加工行业提供工艺技术、催化剂、吸附剂、加工设备和咨询服务的供应商和授权商。

威尔明顿炼油厂通过在全厂范围内实施工业无线基础架构，针对厂内无法布线或是布线成本过高的区域执行过程测量。Honeywell OneWireless? 解决方案使操作人员得以监控各类操作和过程变量。

位于加州威尔明顿的 Valero 炼油厂

炼油厂的OneWireless R200设施包括Honeywell无线设备管理器（WDM）、现场设备接入点（FDAP）和XYR6000无线变送器。该厂实施了一系列多年的项目，因而有关无线技术在苛刻炼油工业环境中的应用，厂内人员对此拥有极具价值的见解。

优势

对Valero来说，Honeywell OneWireless解决方案能协助其优化工厂流程和可靠性，提升安全保障水平并确保合规性。无线技术的意义远不止于降低布线成本，更在于可将宝贵数据集成到控制系统和高级应用当中，同时与其它联网的应用共享这些数据。

类似Valero这样的工业加工厂采用无线技术的动因其实显而易见。借助无线网络可对大部分远程和难以到达的位置进行测量，无需中断工厂的正常运转；在先前认为无法布线的区域，无线系统的工作也十分稳健可靠。

此外，对于不宜采用有线变送器的项目，实践证明无线技术可降低项目的平均I/O成本。

目前的工业无线解决方案还具有以下优点：

降低综合过程监控成本；

可轻松增加测量点，只需购入并安装变送器即可；

卓越的安全性、可预测的电源管理和多种速度监控。

OneWireless的无线网状网络符合ISA 100标准，可靠性和易用性更高，不存在与其它无线标准相关的安全问题，可支持多种工业协议并能高效工作。系统维护简便易行，比如可以直接由炼油厂检修人员来更换电池。

卓有成效的无线解决方案除具备上述优势之外，还可降低工厂基础设施投资，进而显著提升投资回报率。

在威尔明顿炼油厂，无线系统为各类非关键过程监控应用带来经济高效、易于管理的解决方案，其中包括：管道移动、火炬监测、液化石油气净化气体压力、热交换器温度和储罐高水位报警。操作人员可快速应对不断变化的情况，并收集必需信息以进行流程优化。

Valero在实施OneWireless解决方案的过程当中积累了宝贵的经验。比如，采用无线技术之后缩短了电缆管道长度，以及需为FDAP供电等。CISCO Aironet可协助连接更多“有线”FDAP以减少跳数问题。实施之前的现场调研事实上对于FDAP布置同样至关重要。

Valero计划在威尔明顿炼油厂安装六个通用I/O变送器用于门控，同时利用无线技术对焦炭塔排气阀进行监测。此外，该厂还将作为采用冗余WDM和冗余容错以太网（FTE）的OneWirelessR220版本的测试现场。

挑战

在当前全球经济形势下，制造厂面临提高流程效率和盈利能力的压力。改进、自动化及扩展需求存在于企业从运营到维护的各个环节，几乎涵盖制造工艺的所有方面。

炼油厂通常资产规模大、占地面积广，操作人员常需进行多点监测，涉及料位、流量、压力和气体检测等多项应用。在这些应用的测量装置安装成本当中，电缆管道及配套铺设工程占到高达 90% 的比例。

威尔明顿炼油厂最初使用的是Honeywell TDC 2000分布式控制系统（DCS），后续升级中再添加了TDC 3000设备，并将旧的操作员站升级至Experion PKS，采用全新HMI界面、ICON操作站和Experion服务器。目前该厂正在迁移至C300控制器环境，将通过该环境来实现调和控制应用。

最早引入无线技术时，Valero安装了第三方无线点对点系统，用于对过程监控功能进行扩展。初尝无线优势之后，公司开始寻求借助OneWireless R120解决方案来改进相关功能。Honeywell先是安装了无线变送器和多功能节点，之后再将系统交付给炼油厂工程师，由他们来执行扩展和日常维护。炼油厂工程师在无线安装初期遇到不少挑战，包括由天线安装及布线引起的信号强度问题，以及难度颇大的多功能节点的编程等等。

解决方案

2012年8月，Valero对OneWireless R120进行了升级，开始启用 R200版的最新功能。升级操作由FDAP取代了原来的多功能节点，提高了系统的可靠性和连接性，提供基于网络的直观用户界面，并通过工业标准协议允许无线网络与DCS系统进行集成。实践表明，与原有R120系统相比较，使用R200系统可降低人工密集程度，新版无线设备在工作中也更加稳健可靠。

OneWireless 现场设备接入点（FDAP）

威尔明顿炼油厂的 OneWireless 网络目前包括以下组成部分：

30 个无线变送器；

11 个 FDAP；

2 个与 DCS 连接的FDAP；

WDM，通过串行Modbus 与Honeywell DCS连接。

FDAP在OneWireless基础架构中承担路由职责，使用户能够将无线设备连接至控制网络并路由现场数据，还可为现场仪表构建ISA100无线网络，从而实现仪表之间的通信，并将消息从邻近现场设备路由至过程控制应用程序。

WDM作为网关和安全管理器，确保现场仪表和工厂网络之间的通信安全可靠。它支持基于Web的用户界面，可令具备基本IT知识的过程和现场仪表工程师能够快速设置无线系统。这种方法可缩短对无线设备网络进行调试、监控和故障排除需要的时间。

摘自《自动化博览》2015年8月刊