智能工廠數字無線對講系統建設是工業企業信息化發展的趨勢，而無線對講通信系統對于智能工廠是個必不可少的基本條件。智能工廠建設數字無線對講通信系統解決方案采用LTE移動通信技術，實現對生產裝置、罐區和廠區環境的全面感知和監控；同時實現各崗位的協同工作，緊密連接生產經營的各個環節，從而達到降本增效、協同響應、移動化作業和管理的效果。
廠區在無線對講通信系統方面主要面臨如下的問題和挑戰：
生產調度通信效率低，質量差：總調與各車間內操采用有線調度電話逐一溝通，效率低；內操和外操使用無線對講通信系統，一個車間一個頻段，跨車間之間不能對講，各頻率之間容易干擾導致串音；對講系統由于沒有權限管理，安全性差；調度系統只有語音調度，無法全面了解現場情況；
生產信息不完整：現有工廠存在少部分計量數據、設備狀態、環境排放等信息還需要人工進行巡檢，不能全面感知；
通信手段不完善，HSE管理不智能：指揮中心人員無法準確實時了解現場的情況，包括現場的圖像信息，人員、車輛的位置信息等，在應急情況下難于制定出準確的調度方案。
生產巡檢沒有智能化，巡檢質量不高：目前假巡檢，不按規定進行巡檢，導致不能及時發現生產異常，給生產管理造成了很大的困擾。
無線對講系統解決方案
無線對講通信系統解決方案采用LTE移動通信技術，實現對生產裝置、罐區和廠區環境的全面感知和監控；同時實現各崗位的協同工作，緊密連接生產經營的各個環節。達到降本增效、協同響應、移動化作業和管理的效果。工廠無線通信解決方案示意圖如下所示：
圖1 無線通信方案示意圖
從圖中可看出，智能工廠無線對講通信系統解決方案主要包含以下幾個應用：
無線調度通信：生產控制中心作業人員和站場作業人員能夠進行多方通話，互通信息，及時完成相關緊急情況的處理；
無線視頻監控：對于不便設置有線接入網絡的裝置、路口等位置設置移動回傳攝像頭，遠程實時了解生產現場情況，保障生產的安全；
無線抄表：對于一些灌區、裝置區難于實現有線連接或者人工的抄表，可以采用無線遠程抄表實現工廠生產狀況的全方位檢測；
無線定位：通過GPS定位外操人員所處精確位置，生成運動路徑，并結合終端實現倒地報警等功能，提高外操人員安全保護水平；
無線智能巡檢：通過LTE實時回傳外操人員巡檢過程中采集的儀表數據，詳細記錄“跑、冒、滴、漏”的情況，提高巡檢效率，保證安全生產。
(一)無線調度通信
在工廠生產過程中，需要內操、外操員工相互配合按照計劃完成操作和工藝等業務，有時也需要專家的遠程支持，實現信息共享和高效處理問題等。
LTE的無線對講調度通信系統不但能夠實現無線對講集群通信系統的基本功能，還能對無線對講集群通信系統下的終端進行移動終端注冊管理、點對點、組呼、強插強拆、分群等基本調度功能，溝通效率高，也避免了頻段干擾和串音，跨車間也可以對講。緊急情況下，可以通過高優先級通話保證事故的應急處理。無線調度系統能夠和現有的有線調度系統互通，具備有線調度系統調度無線集群終端的能力。無線調度臺和無線對講集群通信系統終端之間可以通過語音、短信、彩信、視頻對講等多種形式通信，及時了解現場。
圖2 無線調度系統組網圖
(二)無線視頻監控
工廠廠區內，早期規劃有光纜的地點可以部署有線的視頻監控，對于新擴建的廠房區域監控點，還有距離較遠的地方（如碼頭區域），則難于部署。
無線視頻監控方案按照廠級、車間或其他分監控點兩級設計。LTE無線視頻監控系統主要包含視頻監控管理平臺、車間（分）監控室、LTE回傳網絡、前端子系統等，如下圖所示：
圖3 LTE無線視頻監控組網方案
基于LTE的視頻監控，不但能滿足固定的大帶寬視頻業務，還可以滿足移動監控場景的需求，監控業務領域大大擴展。手持終端還支持全高清視頻監控(1080P)，實現隨時隨地的高清視頻回傳，幫助客戶實時掌握現場情況。使用無線的方式還具有部署靈活，減少布線困難及成本等優勢。
(三)無線抄表
在工廠許多分散的測點，需要回傳壓力、溫度、流量、液位、開關量輸入、模擬量輸入、開關量輸出、腐蝕、閥位、危險氣體檢測等參數，以實現對工廠生產狀況的全方位了解。如果用有線通信去實現，將會帶了部署上的困難和成本，同時不具備靈活性，周期也長。提供的LTE無線抄表方案組網圖如下所示：
圖4 LTE無線抄表組網方案
LTE無線抄表系統主要由以下幾部分組成：無線變送器、工業Mesh網絡、LTE回傳網絡和無線抄表業務平臺等。
采用LTE+工業無線抄表方案，可以避免有線方案時會遇到的電纜和接線問題，比如敷設電纜和橋架困難、數十公里外的實時監測、項目改造、快速實施等情況。LTE+工業無線技術不但使得工程實施簡單、便捷，節省大量安裝和調試時間，后期維護費用也低。
(四)無線智能巡檢
巡檢管理是石油煉化企業日常工作的重要組成部分，隨著現代化設備的自動化程度、技術密集程度越來越高，一旦出現事故就會影響整個分系統或整臺機組的運行，因此，巡檢的重要性也越來越得到體現。
LTE無線電子巡檢系統由電子巡檢管理系統、手持終端和終端軟件三部分構成，巡檢人員可以使用手持終端與電子巡檢管理系統實時交互，上傳或者下載巡檢相關數據。組網圖如下所示：
圖5 LTE無線巡檢組網方案
基于LTE手持終端的無線數字化巡檢系統，集成了巡檢路線自動識別、數據電子化記錄、工作狀態監督、數據匯總報告等功能，并可與企業現有信息系統無縫連接，有效了解、檢查巡檢工作狀態。
通過該數字無線對講系統可以有效的降低人為因素帶來的不檢、漏檢和錯檢等問題。還可實現在巡檢工作上的無紙化數據采集，同時運行部門和設備管理部門能夠有效的監督巡檢人員的工作情況，科學的管理和安排巡檢人員的巡檢工作，真正實現巡檢工作電子化、信息化、智能化，從而最大程度提高工作效率，保證了企業設備的低故障率安全運行，提高設備運行壽命。
(五)無線定位
煉化企業對員工HSE方面一直非常關注。但由于工廠區域較大，裝置密集，有時無法了解外操人員的地理位置，存在安全隱患。為實時了解員工的地理位置，需要提供定位功能。
LTE無線定位系統主要包含以下幾部分：手持終端功能、GIS服務功能、基于電子地圖的業務關聯功能等。定位方案組網圖如下所示：
圖6 LTE定位組網方案
智能工廠無線對講系統解決方案，客戶可對專網用戶、車輛等進行實時GIS定位，實現安全管理；在GIS定位基礎上還可以實現聯動、調度，有效提升效率。
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