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一、項目背景和挑戰：

  中國某煉廠計劃修建的低溫乙烯運輸管線，總長約7650米，連接裝卸碼頭和低溫罐區。運輸管線的管道外徑為325mm、壁厚4.5mm，材質為304碳鋼，保溫層厚230mm。乙烯運輸溫度要求范圍為-150℃至-100℃。為確保管線運輸正常工作、避免事故發生，需要對管線溫度實時監測。管線兩端約500米各有一個溫度測點，其他測點分布為平均每隔1公里一個溫度測點。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，實現7.6公里管線每個1公里一個溫度測點的監測，非常困難。首先是數公里外的溫度信號傳輸至DCS控制室，信號衰減已經非常弱，不能正常測量。如FF基金會現場總線主干和分支的總長度也不能超過1.9公里（通信速率為31.25kbps），Modbus RS485通訊的距離最遠也在1.2公里左右（9.6kbps 傳輸速度），Profibus DP/ PA的通訊距離同樣在1.9公里的范圍內，因此也很難用有線的方式來實現。如果采用光纜通訊，那么每個測點出都需要光電轉換接口等附件，不僅設備昂貴，而且工程實施困難，通訊很容易因為故障點或光纜損壞而中斷，而且后期維護費用高，維護工作量大。

二、無線方案的配置：

  采用Honeywell的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。低溫乙烯運輸管線的溫度測點共7點如圖所示，分別位于離罐區DCS控制室1000米處T1、1850米處（高位）T2、2850米處T3、3850米處T4、4850米處（高位）T5、5950米處T6、6950米處T7。其中T2和T5是關鍵測點。其中T1和T7采用有線溫度變送器，T2、T3、T4、T5、T6測點采用無線溫度變送器。

  安裝在管線溫度測點的無線變送器同多功能節點進行無線通訊；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做為網關，把所有數據同時傳輸至罐區DCS控制系統，進行數據集成。該項目的網絡通訊拓撲結構如下：

  3臺多功能節點構建快速通訊的無線mesh主干網絡。安裝位置為：M1低溫罐區DCS控制室屋頂（外部供電）、 M2離罐區控制室1000米處（外部供電）、M3離碼頭控制室700米處（碼頭控制室供電）。都配置20dbi定向板狀高增益天線，帶有防雷端子。

  這個無線mesh主干網，自組織、自愈合，最快通訊速度可以達到54Mbps，為構建冗余的多路徑通訊，可以考慮增加更多的多功能節點。這個主干網絡支持多種無線應用，即不僅可以支持同無線變送器的通訊，而且支持無線移動工作站，運行維護人員可以在任何一個測點的現場通過移動工作站瀏覽DCS里的畫面和信息，實現現場作業。這個多功能的無線mesh網絡也支持無線視頻通訊、即時定位、管道和儲罐腐蝕監測，以及其它Wi-Fi無線通訊。這個無線主干網絡也支持多種通訊協議的符合ISA100 國際標準的現場儀表，如HART、FF、4-20mA、Profibus等等。

  無線網絡通過多功能節點M1把數據集成到罐區的DCS控制系統中。采用標準的通訊協議：Modbus TCP，或Modbus RS485/232或OPC或HART。本項目采用Modbus RS485 同控制系統數據集成。

  該項目中T2至T6共5臺無線溫度變送器安裝在管架正上方1米高的抱柱上，采用20dbi定向板狀高增益天線（傳輸距離遠、安裝隱蔽）實現遠程通訊，而且都配有防雷端子。其中T2用2個天線，可實現冗余通訊路徑。溫度變送器的測溫元件采用PT100 外貼式熱電阻，導線直接接入無線溫度變送器。每臺無線溫度變送器配置1個熱電阻：材質316不銹鋼、溫度范圍-150℃至-100℃，長度350mm

  Honeywell公司的解決方案也為項目配置一個管理軟件平臺（服務器），安裝在罐區控制室，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；

  這個無線通訊網絡采用2.4GHz公用波段跳頻（ISM），自組織、自愈合；無線網絡通訊遲延短；無線變送器自恢復速度快；無線網絡的規模靈活，安裝方便；無線設備有國家無線電委員會的核準。Honeywell的無線變送器的刷新速度可以設定為1秒、5秒、10秒、30秒；無線溫度變送器可以同時隔爆和本安。無線變送器的電池壽命可預測，常溫下，1秒刷新時為4.5年；5秒時為10年。該項目的設備清單如下：

序號	名稱	型號	數量
1	無線多功能節點 （帶電源轉換模塊）	WNMS-M00000-W00000-F00000-PM-XXXX	3
2	無線溫度變送器	STTW400-000-0000-V0000-XD,MB,1C-XXXX	5
3	表面式熱電阻PT100	PT100	7
4	無線網絡管理平臺：軟件25點	SP	1
5	工作站	DELL D630工作站、2G內存、160G固態硬盤	1
6	無線網絡授權設備	XSK00	1