泓格 ZigBee 無線油氣外洩偵測解決方案
泓格ZT-2017C ZigBee I/O模組可將4-20mA的電流類比訊號轉換成可讀取的數值，透過ZigBee無線傳輸方式將數據傳送至ZT-2510 ZigBee中繼器，接著再將數據傳送至ZT-2570 ZigBee轉換器，將通訊方式從無線的ZigBee轉成有線的乙太網路，並透過乙太網路將收集到的數據回傳至中控端的SCADA系統，即可建造出ZigBee油氣偵測解決方案，無論廠區再大，也能夠透過無線傳輸方式，進行油氣濃度監控。
案例介紹
邁入工業物聯網的工業4.0時代，如何透過智慧科技來強化工業安全，是目前最受關注的議題之一。因此，在此案例中，泓格將說明如何利用ZigBee無線技術，為台灣最大石油供應商，提供煉油廠之氣體監測解決方案，克服廣大廠區的距離問題，以避免廠區的毒化災害危機。
此案例中之客戶有三座煉油廠，而煉油廠的業務，除了原油煉製外，也生產石油化學品基本原料。原油總煉量每日可達七十二萬桶，約供應全國油品的百分之七十。此案例所提之廠區則為客戶位於高雄的煉油廠。
煉油廠佔地廣大，油氣偵測作業難度增加
該煉油廠佔地廣大，約一百七十公頃，擁有26座6000公秉的大型儲油槽，以及8座5萬公秉的大型儲油槽。要同時監測眾多儲油槽，並且將所有油氣數據傳回至監控中心，是一項很大的挑戰。除了因廠區腹地過大所造成的佈線不易與佈線成本高昂，同時也受到實體線路的訊號傳輸限制所影響。
因此，該客戶選擇泓格所提供的ZigBee油氣偵測解決方案，利用ZigBee無線傳輸技術的特性，克服廠區空間所造成的問題，達到將油氣資料傳回至監控中心的需求。
泓格ZigBee油氣偵測解決方案，輕易破解空間上的限制
泓格所提供的ZigBee無線解決方案，是先將儲油槽中感測器所獲取的油氣濃度電流訊號，透過ZT-2017C ZigBee I/O模組，將電流訊號轉換成可讀取的數值，再透過ZigBee無線通訊方式傳送至ZT-2510 ZigBee中繼器，運用中繼器延長數據可傳送的距離，以解決因廠區過大造成的數據傳輸不易，接著再經由ZT-2510 ZigBee中繼器將數據傳送至終端的ZT-2570 ZigBee轉換器，再透過乙太網路的方式回送到中控端，由SCADA來進行油氣濃度資料監控與警報告警，系統架構如下圖:
ZigBee是一種基於 IEEE 802.15.4 標準的無線規格（WPAN），適用於10 ~ 700公尺中長距離的自動控制與分散式系統，具有使用簡單、抗干擾力強、成本低、安全性高等特點，它支援大量網路節點與各種網路拓樸的特性，讓訊息可以透過網狀跳點的方式傳送，當訊息傳遞過程中，有一個節點失去功能的時候，訊息也能被傳到另一個節點，最終將訊息傳送到目的地，因此不僅能夠克服距離的問題，也能確保訊息傳送不中斷。
泓格 ZT-2017C ZigBee I/O模組為電流專用類比訊號轉換I/O模組，具有8通道類比輸入，能夠將從感應器接收到的油氣濃度電流訊號轉換為可讀取的數值，再透過ZigBee無線傳輸方式傳送至ZT-2510 ZigBee中繼器。
ZT-2510 ZigBee中繼器可用於延伸ZigBee的傳輸距離與範圍，或是迴避無線設備之間的實體障礙物，以用來延伸 ZT-2017C 電流輸入模組的傳輸距離，解決因煉油廠佔地廣大導致的佈線不易及數據傳輸困難的問題。
ZT-2570 ZigBee轉換器可將Modbus RTU轉為Modbus TCP，將原本的ZigBee無線通訊方式轉成乙太網路的有線通訊方式，並透過乙太網路將數據傳到中控端的SCADA系統。
AVEVA Edge是一款全方位、整合開發的圖形控制軟體，擁有能製作功能強大的 SCADA和HMI應用程式所需的基本組件，能構建強大的圖形介面，具備OPC UA和OPC Classic（HDA 和 DA）、趨勢圖、警報、報表、配方和內建支援 SQL 資料庫的標準功能，其強大的整合與報表顯示功能，可以協助客戶做大數據蒐集與分析，進而有效達到追蹤廠區內油氣的外洩情況。
泓格環境監控解決方案，打造安全的煉油廠
泓格科技提供全方位的環境品質與電力監控解決方案，包括使用PM系列智能電錶做能源監測、DL-1000 系列工業級氣體感測器測量空氣品質，iSN 系列漏液偵測模組偵測環境的漏液問題，tM-PD3R3繼電器輸出模組進行門禁管理， 協助客戶隨時掌控廠域的環境及安全問題。
DL-1000 系列工業級氣體感測器可用於測量空氣中的懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、氨氣、硫化氫、總揮發性有機物(TVOC)、及溫溼度數據，可儲存多達 180,000 筆帶有日期和時間戳的記錄，並在濃度過高時發出警報。在此案例中，DL-1000 系列工業級氣體感測器除了可以協助客戶偵測煉油廠的空氣品質，也可偵測煉油廠內的硫化氫濃度，當硫化氫濃度過高時，可透過PMC電錶集中器的邊緣運算機制發出告警，避免因硫化氫濃度過高而危害人體或是產生爆炸。
iSN 系列漏液偵測模組搭配CA-LLD-DC系列漏液偵測線可用於偵測環境的漏液問題，協助客戶針對大面積漏水或是管線破裂進行偵測，並在偵測到漏液時將資訊傳回中控端，使相關人員可在第一時間獲得通報。
tM-PD3R3數位輸入繼電器輸出模組可將門禁刷卡機的資料透過Modbus RTU傳送至PMC電錶集中器，並由PMC-2241M進行門禁管理，當刷卡成功時，PMC-2241M會開啟門鎖，刷卡失敗時，PMC-2241M則發送告警訊息給管理人員，有效協助客戶管理廠區的進出安全。
MDC-211-ZT 為 ZigBee 轉 Modbus 資料集中器，具備乙太網路、RS-232、RS-485與ZigBee通訊介面，可將使用 Modbus RTU協定的設備升級到使用 Modbus TCP協定做溝通，將從端不同設備讀回來的資料合併成連續位址的格式，讓主端的電腦主機能一次讀回多個從端設備的資料，可取代以往的輪詢方式，節省來回讀取設備的時間，此外，MDC-211-ZT 可透過ZigBee無線傳輸方式傳送數據，解決現場佈線不易的問題，在此案例中，除了可以接收油氣濃度訊號，還能接收其它透過Modbus RTU協定傳送的設備與裝置訊號。
PMC-2241M電錶集中器是一款具備自主邏輯控制、遠端監控、資料收集及告警等多項功能的物聯網智能主機，提供數學運算、排程和電子郵件警報消息發送功能，且內建IF-THEN-ELSE邏輯引擎，可在邏輯規則成立時驅動即時傳送告警訊息通知管理人員。此外，PMC-2241M電錶集中器具備資料補遺功能，當網路斷線時，PMC-2241M電錶集中器會將從感測器收集到的數據儲存在內建的microSD卡裡，當網路恢復連線後，再將儲存在microSD卡裡的數據傳送至中控中心，免去因網路斷線而造成資料遺失的困擾。
IoTstar 是一套由泓格開發的工業物聯網雲端管理軟體，可對泓格的 WISE/PMC/PMD 系列控制器以及與其所連接的 I/O 模組、裝置與設備進行遠程監控和管理。IoTstar雲端管理軟體具有網頁操作介面，且無需擔心現場端控制器的網路環境，無論該控制器是使用靜態IP，動態IP，虛擬IP還是物理IP，管理者都可以透過IoTstar雲端管理軟體的網頁介面對控制器進行雲端狀態監控，達到同時管理多個廠區環境監控的目標，此外，透過 IoTstar Dashboard Service，使用者可依據個人需求彙整與建立不同的 Dashboard，監控廠區內各個設備的即時數據。
結語
石油化工業的公共安全議題，不只是廠區內受重視的項目，也跟鄰近居民所重視的環境和安全議題息息相關，若廠區油氣外洩，除了可能造成空氣汙染，也容易引發爆炸意外。由於煉油廠園區內有許多易燃、易爆物質，因此當石化工業區發生爆炸意外時，除了對勞工有立即的生命威脅之外，可能會影響附近居民健康甚至危及其生命安全。
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