工廠自動(dòng)化與環(huán)境安全監(jiān)控的應(yīng)用得以成形,主要是拜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)漸漸成熟所致,各種傳感器、云端技術(shù)等關(guān)鍵網(wǎng)通科技的出現(xiàn),提供各式各樣的監(jiān)控技術(shù),改善整體工業(yè)安全問題,更因此促使工廠邁向制造業(yè)服務(wù)化。
環(huán)境監(jiān)測(cè)可避免危險(xiǎn)及提升生產(chǎn)質(zhì)量
如石化產(chǎn)品的制作過程,往往都必須要在高溫、高壓、高噪音、有機(jī)揮發(fā)物濃度高的環(huán)境下進(jìn)行,且每小時(shí)生產(chǎn)的化學(xué)品動(dòng)輒以百噸計(jì),只要稍有控制不慎或無法及時(shí)操控,都可能會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)操作人員與原物料的重大損失,對(duì)于工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求,自然居高不下。
如果產(chǎn)品制造所需要的原料,需要經(jīng)由長距離的輸送,且還具有高危險(xiǎn)特質(zhì),為了避免原料在輸送過程發(fā)生危險(xiǎn),同時(shí)避免人員可能遭到的威脅,環(huán)境安全監(jiān)測(cè)就顯得更加重要。
如原油的生產(chǎn)從開采出地表至輸送到石油公司,須經(jīng)歷采油井、計(jì)量站、聯(lián)合站、采油廠等設(shè)施,每個(gè)設(shè)施在過去都需要大批人力在現(xiàn)場(chǎng)操控、抄表,加上采油現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境,勢(shì)必會(huì)造成工作人員的沉重負(fù)荷。而石化?化工生產(chǎn)廠商需要的原料,包括原油、乙烯、丙烯、丁二烯、天然氣、蒸氣、氫氣等,在經(jīng)由管路運(yùn)輸時(shí),也因?yàn)檫@些原料的特殊性質(zhì),往往需要透過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來確認(rèn)與維護(hù)運(yùn)輸經(jīng)過地區(qū)的安全。
而在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面,由于目前的制程,已經(jīng)逐步發(fā)展到20甚至16納米,可以容忍的氣體顆粒大小范圍也會(huì)跟著變小,尤其是制程進(jìn)入深紫外光(DUV)后,因?yàn)槲m物(Particle)對(duì)不良率提升的影響更加明顯,相關(guān)偵測(cè)技術(shù)也變得更加重要,如何量測(cè)機(jī)臺(tái)內(nèi)部的微量揮發(fā)性有機(jī)氣體及酸性氣體,也就成為下一代制程的重要檢測(cè)要點(diǎn)。
此外,自動(dòng)化生產(chǎn)所需要的監(jiān)測(cè)與管控,還包括生產(chǎn)過程的檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理、原料?材料消耗監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等,操作人員都要能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等參數(shù),而且收集回來的相關(guān)參數(shù),還要透過演算后回饋到控制生產(chǎn)制程,進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程,并控制產(chǎn)品質(zhì)量,才能達(dá)到提升生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)。
安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)做到有效聯(lián)動(dòng)
另一個(gè)監(jiān)測(cè)應(yīng)用則是以入侵安全應(yīng)用為主。大多數(shù)工廠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前多半仍是以視頻監(jiān)控和入侵報(bào)警系統(tǒng)為主,尤其是在大陸、東南亞地區(qū)的廠區(qū),仍有相當(dāng)一部分還是用模擬監(jiān)視器,影像清晰度和效果都相當(dāng)有限。監(jiān)視器一般都是安裝在財(cái)務(wù)室、倉庫、工廠圍墻、廠房大門口,車間內(nèi)、生產(chǎn)線位等。入侵報(bào)警感測(cè)則是以財(cái)務(wù)室、倉庫、圍墻等區(qū)域?yàn)橹?,而且能夠讓入侵?bào)警與視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)的案例并不多。
此外,單純的視訊監(jiān)控如果不能搭配更為先進(jìn)的技術(shù),一旦碰到逆光、強(qiáng)光源或惡劣天候的環(huán)境時(shí),就可能會(huì)導(dǎo)致影像質(zhì)量不足,即使是紅外線等夜視技術(shù),也可能會(huì)因?yàn)闃淠旧L遮擋、雨雪天氣等因素而導(dǎo)致誤報(bào),實(shí)際應(yīng)用效果也會(huì)大打折扣。
不同產(chǎn)業(yè)的工廠安防需求因?yàn)橛兴町?,需要?dǎo)入的安全監(jiān)控應(yīng)用也要有不同的差異化設(shè)計(jì),才能夠滿足實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的需要。如石化、電廠的視頻系統(tǒng),會(huì)要求能夠防塵防爆、抗強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾;煉鋼廠則是對(duì)系統(tǒng)能否耐高溫和惡劣工業(yè)環(huán)境要求較高;一些光線很弱或很強(qiáng)的特殊場(chǎng)所,就得要求攝影機(jī)能夠以低照度或?qū)拕?dòng)態(tài)方式工作。
一個(gè)相對(duì)完善的企業(yè)工廠安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng),應(yīng)能滿足企業(yè)現(xiàn)代化管理需要,包括對(duì)關(guān)鍵區(qū)域能夠24小時(shí)視頻監(jiān)控,工廠的周界除了要有實(shí)體防護(hù)外,還應(yīng)該要建立入侵報(bào)警系統(tǒng)。關(guān)鍵的出入口要設(shè)有門禁,并采用電子巡邏系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)人力和技術(shù)雙重防護(hù),車輛較多的工廠,則需要透過停車管理系統(tǒng),管理車輛進(jìn)出及停放,更重要的是,各系統(tǒng)之間必須要做好整合,能夠透過管理平臺(tái)整合管理,互相聯(lián)動(dòng),形成“安控聯(lián)網(wǎng)”,才能有效成為工廠工安防護(hù)的有力后盾。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重要性日增
為了能夠達(dá)到環(huán)境監(jiān)控及安全防護(hù)的應(yīng)用目的,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堪稱是目前監(jiān)測(cè)應(yīng)用的重要方向。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于是建立在無線通信技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)等各種接入技術(shù)基礎(chǔ)上,可將環(huán)境中的大量數(shù)據(jù)和電子設(shè)備互聯(lián),構(gòu)成大規(guī)模虛擬網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè),不需要像過去一樣,需要將監(jiān)測(cè)?偵測(cè)器安裝在管路上,再經(jīng)實(shí)體線路匯集信息至節(jié)點(diǎn)控制中心,可以大幅節(jié)省架設(shè)實(shí)體線路的成本費(fèi)用,因而不管在工業(yè)自動(dòng)化、日常生活、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域,都具有廣泛應(yīng)用前景。
針對(duì)工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)和應(yīng)用需求,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至少要分為兩層:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集層與應(yīng)用層訊息綜合管理平臺(tái)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集層需要一種基于小組討論和安全認(rèn)證的協(xié)同感知傳輸機(jī)制,才能在經(jīng)過論證分析和仿真結(jié)果后,有效提高傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性,減少災(zāi)難誤報(bào),并具有防止間諜節(jié)點(diǎn)入侵破壞等優(yōu)勢(shì)。
應(yīng)用層訊息綜合管理平臺(tái)的主要功能,則是完成對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和災(zāi)難預(yù)警任務(wù),為廠區(qū)環(huán)境管理人員提供環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)情況的宏觀監(jiān)測(cè)管理。
如方正集團(tuán)就運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的石油產(chǎn)品智能化管理系統(tǒng),透過無線通信與云端控管的技術(shù)克服天氣、地形障礙對(duì)常態(tài)性數(shù)據(jù)收集的困難度,降低管理的人力成本;中石化公司則是利用管道儲(chǔ)運(yùn)分公司既有的信息與系統(tǒng),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)透過優(yōu)化程序進(jìn)行交換共享、移動(dòng)應(yīng)用分析,建立以優(yōu)化節(jié)能、HSE
預(yù)警的原油物流管理集成平臺(tái),打造綠色低碳、高效的原油物流。
物聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)測(cè)設(shè)備的結(jié)合,可以針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種關(guān)鍵指標(biāo)做到實(shí)時(shí)監(jiān)控,如企業(yè)只要在重度污染物排放口安裝無線傳感設(shè)備,不僅可以對(duì)污染排放進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),還可以從遠(yuǎn)程關(guān)閉排放口,防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生;也可以透過回饋控制系統(tǒng),調(diào)整生產(chǎn)制程中的相關(guān)控制參數(shù),有效降低污染物的排放量,如臺(tái)塑六輕就已與環(huán)保署合作,對(duì)其有機(jī)污染物的排放進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。
無線訊號(hào)的穩(wěn)定度及正確性要確保
國內(nèi)最大的物聯(lián)卡交易平臺(tái)物聯(lián)卡之家表示,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然對(duì)工廠環(huán)境安全監(jiān)測(cè)提供許多幫助,進(jìn)而讓工廠自動(dòng)化變得更有效率,也更加安全,但仍有一些問題需要避免。如需要避免數(shù)字無線通信在易燃?xì)怏w泄漏時(shí),因訊號(hào)傳輸引發(fā)火星而釀成火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn),或是要如何克服惡劣天候?qū)o線訊號(hào)傳輸造成的影響,尤其是確保訊號(hào)的穩(wěn)定度及正確性,更是未來亟需克服的難題。