在一根电线上充满数据的管道

三月十一日2009

从历史上看，大多数加拿大城市都是沿着水道建造的，每个城市都有多个下水管道，通过铺设在河底隧道中的大型管道穿越。温尼伯市聘请AECOM公司解决这一问题，该公司的高级自动化设计师肯特·麦基恩(Kent McKean)说:“可能99%的十字路口没有被监控或观察，而是每年进行一次。”

在这些过境点中，有一定比例将不可避免地发生泄漏。这些可能不会是灾难性的，但会累积成显著的污染。

麦基恩说，要在一些城市一下子解决所有这些问题，可能需要花费数十亿美元，而且短期内不可能实现。所以当我们开始这个项目时，我们观察其他人在做什么。而其他人在技术方面什么都没做。对于这种从河下流过的污水，真的没有监控。”

不幸的是，大多数泄漏只有在水道的颜色发生显著变化时才会被发现。在冬季泄漏渗透到冰面和雪地之前，可能要过几个星期，到那时已经来不及阻止污染从一条水道扩散到另一条水道了。

解决方案

特别的挑战是监测河流交叉处的主排水管道，重力无法将物料通过管道，因此使用低压泵。McKean解释说:“这种用于力主泄漏检测的流量监测从未被做过。”

基本架构包括连接到远程终端单元的仪器，在本例中是艾默生过程管理公司的罗斯蒙特远程操作计算机(ROC)。ROC在每个站点都配备了以太网数据收音机，以远程访问站点数据和HART通信卡。

“因为我们之前的知识有限，我们决定指定一个能给我们灵活性的系统，可能比我们实际需要的更灵活。”HART的优点之一是，它可以应用于从模拟电线上的多个变量中提取数据。

2007年中期，第一个测试装置上线，使用罗斯蒙特磁流量计将数据发送到ROC进行汇总、趋势和比较。这最初是以8至10小时为基础的。

麦基恩说:“它在工作，但没有达到我们希望的分辨率。”他的理由是，它的精度低于预期(每秒10到15升)，而且平均持续时间长，这可能会让泄漏在长达10小时的时间里不被发现。

成本太高，无法广泛复制和采用。这些流量计需要绝缘的上层外壳，或交替安装带有人孔通道的下层外壳，这可能导致每次安装成本超过50万美元。他们还要求对危险气体的存在进行额外监测。

理念的改变

麦基恩的团队决定进行“理念上的改变”，这需要重新配置系统，在现有的整合策略之外提供即时、实时的数据。他说，HART和该系统的软件无需在现场重新布线和配置物理设备，而是将我们需要的所有变量都放在指尖。

在实施了新策略后，数据的分辨率从每秒10升增加到15升，增加到每秒1升或2升。

2008年夏末，AECOM团队有机会在一个十字路口安装一条全新的管道。该装置使用了双层管道和罗斯蒙特压力变送器，而不是流量计，它们更小，更容易安装。控制策略包括测量内管内部的压力以及内外管之间的间隙。因此，工程师和技术人员可以确定泄漏的位置和故障模式，比如外部管道还是内部管道已经失效。

该解决方案的侵入性更小，访问更方便、更安全，并将到现场的行程缩短了数小时。此外，McKean估计，它将每次过境的成本从大约50万美元降低到3万到5万美元之间。

WirelessHART

该系统大大减少了泄漏，并提供了一个早期预警系统，以降低风险，消除罚款，并有助于证明新技术的成本是合理的。此外，HART通信接口提供了完整的数据管道，通过减少或消除现场重新布线或下入新线路的需要，降低了未来升级的成本。

他说:“如果我们采用非hart解决方案或非数据总线解决方案，我们所能获得的数据将非常有限。”“我们必须为每个可能需要的变量使用单独的无线电或数据通道，或者我们必须在开发过程中随时更改内容。”如果我们可以通过一个通信总线处理所有事情，我们就不必为模拟值添加所有额外的通信通道。”

HART技术的作用可能变得更加有益，因为WirelessHART协议消除了穿越河流的物理连接的需要。

麦基恩说:“如果我们今天要实施这个系统，我们将使用WirelessHART。”