无线监控，资产保护

PEMEX图拉炼油厂通过对过程和振动传感器数据的无线监控和分析，提高了效率，并保护了关键的冷却塔资产。无线传输的信息将有助于预测性维护工作，每周20小时的人工数据收集时间可以更有效地利用。

位于墨西哥伊达尔戈州的图拉炼油厂每天的原油吞吐量约为30万桶。该炼油厂由PEMEX Refinación (PEMEX炼油)拥有，服务于墨西哥城和墨西哥中部。安全、经济、可靠的石油产品生产至关重要。

PEMEX炼油公司是墨西哥国家石油公司(PEMEX)的子公司，该公司是拉丁美洲最大的石油和天然气公司之一。几年前，炼油厂管理层选择升级设施，以保护和提高这90亿美元的投资。特别是，那里的工程师选择升级对炼油过程至关重要的冷却塔的监控和保护。

炼油厂在精炼过程中用水来加热液体和冷却设备;冷却塔可以将水冷却并储存起来以供重复使用。

资产管理

大型冷却风扇调节塔内水的温度。在某些条件下，如机械磨损、轴不对中和漏油，电机可以以极高的速率振动。这种振动会导致风扇发动机和减速箱的使用寿命缩短，导致风扇意外和危险的停机以及不均匀的水温控制。

PEMEX炼油公司与位于墨西哥城的系统集成商Representaciones y Montajes S.A. de C.V. (RYMSA)合作开发了一种解决方案，通过创建监控系统来减少关键任务设备的磨损，并降低监控费用。

图1显示了由RYMSA开发和部署的监控系统的示意图。它由振动测量装置组成，连接到一个机构，当检测到异常振动时，该机构会关闭冷却风扇发动机。该监测系统利用卫星电气室的无线电台，连续不断地传送风机和水箱的状态信息。从卫星室，数据通过无线方式发送到操作中心。

自动化监控提供连续的数据，同时节省人员的时间和精力，降低风险。它将所有重要信息收集并集成到一个数据流中。在过去，技术人员必须每小时爬上每个冷却塔，手动读取和记录测量数据。这种方法可能会导致电机在振动开始和下一次手动测量数据收集和分析之间受到不必要的压力。

解决地形挑战

与其他一些工业设施一样，炼油厂也很难建立无线连接。工厂结构，如管架、塔、加热器、冷却塔本身和翅片风扇，通常的布置方式使其难以获得有效信号传输的可接受的视线。此外，PEMEX需要I级2级设备，该设备旨在防止火花，这是炼油厂潜在不稳定气氛中的危险表现。

监控系统依赖于在这种困难环境下有效可靠工作的通信网络。RYMSA与无线供应商现场工程师合作开发了一种解决方案，尽管存在物理挑战，但仍能提供强而清晰的信号。

为了提供解决方案，来自冷却塔内监控设备的信号通过部署在星型拓扑中的无线设备传输到位于卫星室的无线网关。网关通过PoE (Power over Ethernet)二层交换机连接到网桥接入点。信号通过5.8 GHz的工业以太网点对点无线链路传输到500至600米外的操作中心附近的另一个接入点。

通过一系列的计算，并通过在整个场地仔细布线天线，安装团队确保了可以建立可靠的无线连接。为了保证菲涅耳区(无线电波离开天线后传播的区域)不受干扰，需要在某些区域(如加氢硫化区)安装更高的无线无线电桅杆。在其他地区，必须使用中继站来克服无线电和天线的空白或难以在视线内定位的问题。

其他接入点安装在炼油厂周围的不同位置，以提供支持点对点和点对多点无线以太网连接的通信骨干。RSTP (Rapid spanning tree protocol)协议的冗余保障了网络的可用性。

双无线电设计允许接入点在必要时充当中继器或桥接器(图3)。未来，当当前边缘点被连接时，所有接入点将被连接在一个冗余(基于rstp的)环形网络中，以提供网络冗余。

RYMSA使用网络管理软件和托管以太网交换机来评估天线定位和对准过程中的信号质量和强度测量。图形界面和易于使用的软件有助于确保每个天线都得到了最大信号强度和带宽的优化。

双无线电设计的第二个好处是能够避免频率干扰。其中一个无线电工作在2.4 GHz频率，用于与智能网关和无线传感器通信，另一个无线电工作在5.8 GHz频率，用于支持卫星室和操作中心之间的无线局域网骨干。较高的频率适用于复杂的无线电视距几何，难以建立高质量、可靠的通信链路的情况。使用各种ip65级天线(全向、定向和扇形天线)可以满足设施的性能和带宽需求。

通过网络管理和监控软件(见图4)，RYMSA安装人员和PEMEX操作人员可以轻松地发现和配置网络组件，从而降低整体项目成本。RYMSA估计，与通过串行控制台进行传统命令行界面(CLI)配置相比，使用该工具可以将开发和配置网络所需的编程时间减少30%。

处理传感器数据

第一条线路于2010年2月15日投入使用，一期工程于2010年12月完工。如今，PEMEX可以监控所有一般过程变量，如水位;压力、温度和流量;水PH值;导率;和浊度。PEMEX使用化学分析来计算和调节冷却塔的效率。

通过定期读取风扇的性能，PEMEX预计机器寿命将会延长。电机、减速器和泵的振动监测允许工厂人员为机器创建预测性维护计划。

最后，一个集中的人机界面(HMI)集中并记录与炼油厂操作相关的所有变量和图形，每周节省超过20小时，或每年节省超过960小时，可以专门用于其他生产活动。

自动化监控系统在PEMEX炼油设施的成功部署，为PEMEX提高其他设施的自动化水平提供了路线图。对细节的注意以及在延长设备寿命和减少人工监测和报告两方面的大量节省是继续部署的强烈动机。

- Ricardo Velázquez Espinosa是Belden Inc.墨西哥和CA的工业网络解决方案经理，Rafael Montandon Spinoso是RYMSA的项目经理。Velázquez可以通过ricardo.velazquez@belden.com．蒙登可以在rafael.montandon@rymsa.org．由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，设备工程,Consulting-Specifying工程师．联系霍斯克的电话是mhoske@cfemedia.com．

//www.globalelove.com/wireless

www.rymsa.org

www.belden.com/products/browse/routersswitches/industrial-wireless.cfm

无线技术在墨西哥石油公司图拉炼油厂使用-见文章链接在底部。

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