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物联网从源头为石化企业安全生产把关

类别:行业聚焦 发布时间:2016-10-31 浏览人次:

物联网在现今的石化/化工厂中的发展,承袭了以往工厂自动化生产与应用的方向,从生产过程的检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、原料/材料消耗监测、生产环境因子的调控,朝向原料运输控制、仓储管理、生产优化与流程安全监控等整合型方向进行应用。而大型石化公司具有初级能源的探勘、油品/化学品生产、油品/化学品销售等体系,应用物联网可以发挥与提升这些体系内信息相互链接的程度,创造出新型态的商业生产与销售应用模式。

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物联网架构智能生产环境的应用,在全球的石化业界制程自动化的发展进程中,自很早期就开始发展现今物联网的部分应用技术。由于石化产品常常在高温、高压、高噪音、有机挥发物浓度高的环境下进行生产,且每小时生产的化学品动辄以百吨计,稍有控制不慎或无法及时操控都将造成现场操作人员与原物料的重大损失,在生产安全与成本控管的需求下,不须现场操控人员的全自动化操控一直是石化与化工生产业界追求的目标。

以往石化/化工工厂的自动化生产发展与应用方向主要集中于生产制造的监测与管控,包括:

(1) 生产过程的检测 

(2) 实时参数采集 

(3) 生产设备与产品监控管理 

(4) 原料/材料消耗监测 

(5) 生产环境因子的调控

让操作人员可以在生产过程中实时监控产品生产的温度、压力、酸碱度等等的参数,并经由收集各个参数监控设备的数据经程序包计算后回馈控制生产制程的参数,借以达到精准控制产品的质量与优化生产流程的目的。

因此石化/化工工厂在自动化生产的发展进程与目前物联网发展的感知技术多所相似,都是利用传感器监测环境的变化,之后通过通过传感器、KFID、多媒体信息采集、二维码等多种传感和编码技术,实现对物理世界的认知。下面文章将从石化/化工工厂的原料运输、仓储管理、生产管理与流程安全四个面向来观察物联网目前在其中的主要发展趋势与发展方向。

智能监控于原料运输管理之应用

物联网的智能监控技术在石化原料运输管理的应用,目前以原油、天然气与其它化学品的生产监测与运输为主。原油的生产一般都是散布在广阔的区域,从开采出地表至输送到石油公司须经历采油井、计量站、联合站、采油厂等设施,其中需要大批人力在现场操控、抄表,加上采油现场的恶劣环境,造成工作人员的沉重负荷;建立智能远程测控系统,对石油生产设备进行智能测控和管理为厂商应用物联网技术在原料生产端的改善方式。

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石化/化工生产厂商需要经由管路运输的原料,包括原油、乙烯、丙烯、丁二烯、天然气、蒸气、氢气等,这些原料通常具有特殊的性质,需要通过监测系统来确认与维护运输经过地区的安全。例如原油与天然气的运输,通常自荒僻无人的产地输送至工业区的工厂中使用,须经过相当长距离的输送;原油运输又需额外考虑寒冷天候造成结冻情况,采用输送管外缠加热带方式改善,因此加热带的加热控制、安全监测等,为原油运输上的重要考虑。在天然气的运输上,由于天然气易燃且易渗漏,输送安全、渗漏的实时监测与防堵为重要考虑。以往是经由安装监测/监测器于管路上,再经实体线路汇集信息至节点控制中心的方式,近期在物联网的发展下,已有厂商开始考虑改采无线讯号传输的方式,可以大幅节省架设实体线路的成本费用,但需要避免数字无线通信在易燃气体泄漏时因讯号传输引发火星而酿成火灾的风险。

另外由于油管通常穿越天气严峻区域,甚至极地区域,如何克服恶劣天候对无线讯号传输造成的影响及维持讯号的稳定度也是未来亟需克服的难题。

智能监控于原料仓储管理之应用

石化原料的仓储管理对于需进口原物料来生产的厂商至关重要,各项仓储设备对原物料储存量的掌控,以及仓储的可调度空间往往影响到生产设备的产能利用率、原物料的购买时机、批次量与价格,因此仓储的感测组件设备、部署环境链接与无线数据传输已成为石化/化工厂商精准掌控原料余量水平,调度与进货时机的重要判断信息来源。通过物联网的连结,管理人员对于工厂整体原料余量与产品销售的状况可以立即性的掌控,缩短以往倚赖人工汇总数据的时间差距,降低时间引起购买原物料/销售产品价格损失的风险。

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智能监控于生产管理之应用

厂商可以在生产过程中实时监控产品生产的温度、压力、酸碱度等等的参数,并经由收集各个参数监控设备的数据经程序包计算后回馈控制生产制程的参数,藉以达到精准控制产品的质量与优化生产流程的目的。物联网提供了一个连结各个生产管控系统的环境,以往对产线的控制可能局限于单一产品、单一产线的控制,物联网加大加深了智慧监控、控制、诊断、决策的运作范畴,对于产能日益增大,产线数量众多的国际型公司来说,物联网在生产制程上的应用提供了极佳的监控决策平台。

智能监控于节能减排之应用

物联网与环保设备的结合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控,在重度污染物排放企业的排放口安装无线传感设备,可以对企业污染排放进行实时监测,并且可以远程关闭排放口,防止突发性环境污染事故发生,也可以通过回馈控制系统,调整生产制程中的相关控制参数,有效降低污染物的排放量。

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