無線對講設(shè)備在石油化工生產(chǎn)裝置區(qū)域特定電磁信號屏蔽環(huán)境中通訊的解決方案

摘 要：通過無線通訊網(wǎng)關(guān)技術(shù)解決石化生產(chǎn)防爆裝置區(qū)域特定電磁信號屏蔽的環(huán)境中，裝置外操人員與內(nèi)操人員生產(chǎn)指令語音通訊問題。

關(guān)鍵詞：石油化工； 生產(chǎn)裝置；無線網(wǎng)關(guān)；無線通訊；屏蔽

1 方案背景

天津石化煉油部千萬噸煉油項(xiàng)目中央控制室為全鋼筋混凝土防爆門無窗的封閉結(jié)構(gòu)，室內(nèi)為聯(lián)五至聯(lián)八車間裝置運(yùn)行的控制系統(tǒng)，室外操作人員需通過防爆對講機(jī)與室內(nèi)操作人員進(jìn)行無線通訊。由于中控室為隔爆結(jié)構(gòu)，阻斷了絕大多數(shù)無線信號的傳輸，在裝置建設(shè)初期，曾建設(shè)一套基于模擬信號的中控室內(nèi)外通訊網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，以解決中控室內(nèi)外通訊問題。但隨著裝置區(qū)內(nèi)設(shè)備密度的逐漸增加，區(qū)域內(nèi)整體電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)個(gè)別裝置現(xiàn)場與中控室通訊語音通訊辨識度不高、信號覆蓋不穩(wěn)定等問題。在無線通訊系統(tǒng)模轉(zhuǎn)數(shù)升級改造過程中針對此問題進(jìn)行了專項(xiàng)建設(shè)，解決了此項(xiàng)問題。

2 解決方案

2.1 原中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)

原中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)采用模擬制式，系統(tǒng)分別的在中控室內(nèi)及中控室外非防爆區(qū)內(nèi)搭建無線信號基站，中控室內(nèi)外基站分別接入本地端的綜合接入系統(tǒng)后，由本地端綜合接入系統(tǒng)完成信號的光電轉(zhuǎn)換，通過光纖聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)中控室內(nèi)外對講機(jī)正常通信。

2.2 新建基于DMR數(shù)字制式設(shè)備中控室無線網(wǎng)關(guān)屏蔽系統(tǒng)

2.2.1 新建網(wǎng)關(guān)屏蔽系統(tǒng)解決方案

基于DMR數(shù)字制式的網(wǎng)關(guān)屏蔽系統(tǒng)將中控室內(nèi)無線電信號通過預(yù)留光纖傳送到室外基站，由室外基站還原成無線電信號后再通過天饋線發(fā)送到裝置現(xiàn)場，由于系統(tǒng)采用數(shù)字化信號傳輸方式，具備較高的信號還原度。同時(shí)優(yōu)化了室外基站選址與不同裝置外操工作區(qū)域及中控室之間的布局，增設(shè)了室外基站點(diǎn)位，通過多室外基站建設(shè)，對不同裝置進(jìn)行針對性覆蓋，滿足了裝置現(xiàn)場與中控室通訊的要求。

2.2.2 中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)設(shè)備

中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)設(shè)備見下表。

3 中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)設(shè)備安裝調(diào)試

3.1 中控室室內(nèi)的設(shè)備安裝調(diào)試

室內(nèi)屏蔽系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)及帶光口的交換機(jī)置于一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，信號發(fā)送饋線由設(shè)備引出布放在樓道吊頂內(nèi)，天線為吸頂天線?？紤]到無線信號的相互干擾問題，設(shè)備參數(shù)選擇要保證室內(nèi)外無線信號之間的相互隔離，天線選擇短一些，無線電收發(fā)設(shè)備功率調(diào)低一些，天線布放點(diǎn)位盡可能遠(yuǎn)離出入通道，手持終端功率選擇為低。

3.2 中控室室外的設(shè)備安裝調(diào)試

（1）化驗(yàn)中心屏蔽系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)及帶光口的交換機(jī)置于一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，信號發(fā)送饋線由設(shè)備引出布放在房間橋架上。信號范圍覆蓋聯(lián)五、聯(lián)七車間，天線選擇為機(jī)車天線，同時(shí)保證無線電信號不能穿透中控室外墻進(jìn)入中控室內(nèi)對室內(nèi)信號形成干擾的前提下。無線電收發(fā)設(shè)備功率調(diào)高一些，手持終端功率選擇為高。（2）消防二中隊(duì)屏蔽系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)及帶光口的交換機(jī)置于一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，信號發(fā)送饋線由設(shè)備引出布放在二樓頂，沿女兒墻一字排列，并安裝防雷系統(tǒng)接傘桿。信號范圍覆蓋聯(lián)六、聯(lián)八車間。天線選擇中增益天線，同時(shí)保障無線電信號不能穿透中控室外墻進(jìn)入中控室內(nèi)對室內(nèi)信號產(chǎn)生干擾。收發(fā)設(shè)備功率調(diào)高一些，手持終端功率選擇為高。

4 系統(tǒng)測試結(jié)果及原因分析

經(jīng)測試，聯(lián)合五至聯(lián)合七車間調(diào)度指令清晰，無干擾。聯(lián)合八車間在內(nèi)操與外操通話中存在聲間有回聲、同頻干擾，語音不清或聽不到對方指令等情況。分析原因可能是聯(lián)八車間中控室內(nèi)天線距離通道門較近，至使聯(lián)合八車間室外運(yùn)轉(zhuǎn)的無線電信號與室內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的無線電信號產(chǎn)生互調(diào)，但同時(shí)由于中控室內(nèi)天線布放的空間調(diào)整有限，不能解決同頻互擾問題，最后選擇從調(diào)整設(shè)備參數(shù)入手解決問題。根據(jù)裝置內(nèi)外操的工作特點(diǎn)，將手持對講機(jī)參數(shù)配置成內(nèi)外操異頻，由網(wǎng)關(guān)中轉(zhuǎn)，光纖路由傳送，實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)外操調(diào)度指令暢通，語音清晰的效果。經(jīng)過現(xiàn)場用戶測試，中控室無線網(wǎng)關(guān)信號屏蔽系統(tǒng)聯(lián)合五至聯(lián)合八車間內(nèi)外操人員調(diào)度指令暢通、語音清晰，滿足現(xiàn)場操作人員要求。

5 結(jié)論

中控室信號屏蔽問題通過此解決方案得以解決，滿足了生產(chǎn)裝置無線通訊要求，并取得了良好的效果。同時(shí)在項(xiàng)目建設(shè)過程中要注意一些環(huán)境參數(shù)。（1）當(dāng)中控室內(nèi)外無法通訊，通過此技術(shù)方案時(shí)要注意建筑物屏蔽的程度，按技術(shù)要求要達(dá)到完全的無線電信號屏蔽，確保室外無線電信號不能漏入進(jìn)室內(nèi)。（2）石化裝置生產(chǎn)特點(diǎn)，金屬反應(yīng)器、反應(yīng)儲(chǔ)罐對無線電信號的屏蔽程度。（3）石化裝置的生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)備在靜態(tài)下與動(dòng)態(tài)下對無線電信號發(fā)送的影響。（4）由于無線通訊處于一種變參狀態(tài)，通訊效果易受使用環(huán)境的影響較大，因此在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)對系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)留有余量。（5）在系統(tǒng)使用過程中應(yīng)長期監(jiān)控系統(tǒng)使用狀況，微調(diào)系統(tǒng)配置，確保系統(tǒng)使用滿足生產(chǎn)要求。

作者簡介：李建中（1974），男，工程師。