工廠環(huán)境監(jiān)控及安全防護(hù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是重要方向

由于潛在環(huán)境災(zāi)害、人身危險(xiǎn)與財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)的增加，企業(yè)面對(duì)營(yíng)運(yùn)中斷的風(fēng)險(xiǎn)也跟著提升。為了讓企業(yè)營(yíng)運(yùn)不會(huì)中斷，透過信息整合，加強(qiáng)工廠自動(dòng)化與環(huán)境安全監(jiān)測(cè)，如導(dǎo)入廠務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)（Facility Monitoring Control System;FMCS），針對(duì)各種工業(yè)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行集中監(jiān)視及遠(yuǎn)程控制的自動(dòng)化管理，便成為工廠自動(dòng)化的重要趨勢(shì)。

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(zhǎng)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(zhǎng)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町悾枰獙?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

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。