走进任何一座现代化化工厂,满眼都是管道、储罐和反应釜,安全始终是生产运行的第一道防线。随着应急管理部《第3部分:人员定位“工业互联网十危化安全生产”建设规范》的发布实施,人员定位系统已经从可选配置变为化工企业的必要安全措施。

但市场上定位方案众多,技术路径各有优劣。如何在预算内选出一套防爆达标、精度够用、续航持久的系统,成为许多化工企业采购人员面临的实际难题。下面我们从三个核心指标入手,逐一拆解选型要点。

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一、防爆认证是选型的首要条件

化工厂使用电子设备,防爆认证是硬门槛。任何不具备正规防爆资质的定位硬件,都不能部署在爆炸危险区域。这是选型过程中的决定性因素,不容妥协。

化工厂通常属于爆炸性气体环境,所有在危险区域使用的定位基站和人员标签,都必须持有国家权威机构颁发的防爆合格证书。拿到证书后,需要重点关注三个方面:

  • 认证标准:国内以GB 3836系列为准,国际通用标准包括IECEx和ATEX,至少满足其一。
  • 防爆等级:化工项目常见要求为Ex ib ⅡC T4 Gb。其中“ib”表示本安型防爆,“ⅡC”适用于氢气、乙炔等最危险的气体环境,“T4”表示设备表面最高温度不超过135℃,“Gb”对应高防护等级。等级只能向上兼容,不可降低。
  • 防护等级:设备达到IP66/IP67及以上,才能抵御化工场景中的粉尘、腐蚀和短时浸水。

二、定位精度决定安全管控的有效性

化工厂内经常用一道围栏或一条管线隔开安全区域与爆炸危险区,人员位置必须精确到具体在哪一侧。如果定位误差达到数米,电子围栏和越界报警等功能的可靠性就会大打折扣,该报警时没有反应,或者频繁误报,都会削弱管理效果。

当前行业公认的高精度技术是UWB(超宽带)。UWB不依赖信号强度,而是通过发射纳秒级脉冲并计算信号飞行时间来测距。由于时间分辨率很高,UWB天然可以实现10至30厘米的定位精度。同时,UWB具有宽频谱和短脉冲特性,抗干扰能力强,在金属管道密集、电磁环境复杂的化工厂区,依然能够稳定输出真实位置,有效过滤反射信号造成的漂移。

而传统的蓝牙定位基于信号强度(RSSI)估算距离,精度通常在3至10米,在金属多径环境下误差波动较大。即便蓝牙的AoA技术可将精度提升至亚米级,在复杂反射条件下的稳定性仍存在不足。

选型提醒:高危工艺装置区和重大危险源周边,必须使用UWB实现厘米级定位;办公区和普通仓库等对精度要求较低的场所,可以采用蓝牙方案以控制成本。一套成熟的系统应实现高精度与广覆盖的融合部署,而不是用一种技术覆盖所有区域。

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三、续航能力直接影响长期运维成本

人员定位标签是工人每天佩戴的随身设备。如果续航时间只有几天或几周,管理人员就需要频繁回收充电或更换电池,这不仅增加工作量,也意味着更多次进入危险区域作业,本身就会带来额外风险。

不同技术方案的续航存在明显差异。蓝牙定位标签采用电池供电,休眠电流很低,续航通常时间很长,可以实现长期免维护。UWB定位标签瞬时功耗稍高,但随着芯片技术迭代,部分产品也能满足日常轮班使用。而部署在固定位置的蓝牙信标(作为基站)采用电池供电且免布线,续航可达5至8年,大大减少了进区维护频次。

选型时应优先考虑低功耗设计的定位终端,重点关注休眠电流和免维护周期两项参数。续航时间越长,后期运维成本越低,也能减少在危险区域更换电池的安全风险。算一笔经济账:一套续航两年的标签,相比续航一个月的标签,五年内能节省数十次进出危险区域的维护作业,综合成本反而更低。

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四、多技术融合才是成熟方案的常态

看完以上三个指标,有人会问:有没有一套系统能够同时兼顾防爆、厘米级精度和长续航?答案是肯定的,但实现方式并非依赖单一技术,而是采用多技术融合部署。

深耕工业物联网和高精度定位领域超过十年的航飞光电,其化工厂人员定位系统采用的就是UWB、蓝牙信标与LoRa相结合的架构。在高风险区域部署UWB信标,实现厘米级精度管控;在普通区域部署蓝牙信标,实现低成本广覆盖;LoRa技术作为数据回传通道,保障开阔厂区和多楼栋场景下的稳定传输。所有硬件均具备完整的防爆认证,并在多家大型石化、制药企业稳定运行超过五年。

选型三步走,避开常见误区

总结下来,选型时可以按以下步骤操作:

第一步,核实防爆证书。要求供应商提供每款硬件的防爆合格证原件,逐一核对型号和等级,这是不可逾越的底线。

第二步,明确技术方案。询问不同区域分别采用何种定位技术,高危区是否部署UWB,普通区如何覆盖,数据如何回传。融合方案往往比单一技术更可靠。

第三步,核算续航成本。不要只看设备采购单价,应将未来三到五年的换电池、充电和人工维护费用计入总成本,长续航方案的全生命周期支出通常更具优势。

化工厂人员定位系统选型,防爆是安全底线,精度是功能保障,续航是降本关键,三者缺一不可。希望这份指南能帮助您理清思路,选出真正适合自身需求的系统,切实守好安全生产的每一道关口。