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克服无线应用的阻碍

作者:Adrienne Lutovsky,ProSoft Technology公司2011.09.20阅读 2108

  无线技术比有线技术更好还是更差?答案并非定论。有多种多样的无线技术,能够满足各种各样的用户需要。无线技术适合于任何一种应用吗?不,但是对于大多数应用,无线技术比有线技术更加灵活、多样和经济。然而,对于安全性、可靠性和无线容量的担忧令保守派用户对无线技术的优势只敢远观。让我们逐一审视,看看这些阻碍是否可以克服。
  安全
  在讨论工厂网络的无线技术时,安全通常都是第一个论题,并且是否采用无线网络的决定涉及方方面面。工厂工程师希望确保连续生产,这要求采取安全措施以保护过程和工厂车间内的设备。IT工程师希望工厂中的系统与其他部门的网络完美配合,不会危及公司的信息安全。虽然目的不同,但是工厂车间工程师和IT工程师的考虑都是很重要的。

增加一个简单的无线网络接口(机柜底部)能够为现有系统增加很多连接选项。资料来源:ProSoft Technology。

  今天,工业无线网络系统已经具备了同时满足这两种需求的机制。然而,理解无线网络设备的能力以及如何利用它们改善作业状况却总是难以令人满意。应用现代加密技术有助于防止他人恶意读取你的数据。过滤技术和强制认证机制仅仅允许授权设备连接到网络上。今天,美国政府在传输机密信息时所采用的机制已经出现在了工业无线网络设备上,这些机制能够满足信息安全、资产安全以及过程可靠性方面的需求。
  所以,不要认为IT工程师和工厂工程师对于工厂网络的安全性讨论是各持己见,相反地,应该知道IT工程师和工厂工程师都有他们各自的经验。工厂工程师一周7天一天24小时地深刻体会着可靠性以及可靠性在自动化网络应用中所扮演的角色。IT工程师对于多种系统和网络管理模式的共存也有着深刻的体会。如果可以合作,这两者可以相互促进。
  IT不可或缺
  不要再犹豫不前,你需要与IT携手。IT在整个网络搭建的过程最有可能对无线技术有深刻的理解,IT希望采用最优秀的案例,确保无线网络与其他网络共存,对于采用何种技术,IT也能给出建议。如果整个过程中没有IT的参与,而又要一意孤行地运转系统,那么他们能够也将会关闭你的系统。
  向你的解决方案供应商寻求帮助,他们应该能够理解这两个部门的需求,并在两者之间搭建桥梁,找到通用的解决方案。
  如果想获得与有线系统一样等级的安全性,你需要对能够采用的安全措施进行开放式对话。今天,由于存在各种标准,完备的无线系统可以安全地运行网络,满足企业需求,甚至有时红头文件也可以通过无线网络发送。
  例如控制工程网版权所有,规章制度高度健全的工业领域必须严格执行数据采集规范,例如制药厂,所以这些行业的IT部门对于安全相关问题更加敏感。明确所需以及IT对你的所求是十分重要的,只有这样,你的技术决定才能令人满意。
  对此www.cechina.cn,很多人会问:“我是负责控制的人员,现在我已经将IT纳入到系统中,那么,一旦系统失效,谁来负责网络?要多久网络才能被控制?要多久网络才能被诊断?”
  这是一个棘手的问题,我们是控制专员,放弃对过程的决策权与我们的意图相悖。到底由谁来负责网络,这只能由现有政策规定。对于无线网络而言,职责划分的原则应该与以太网一致。在某些情况下,IT人员对所有与以太网相连的设备负责,在另外一些情况下,工厂车间对所有生产设备负责。有时候,在决策制定和频率划分过程中IT人员也会牵扯其中,但是实际上对系统安装和维护负责的是车间人员。在任何情况下,最为重要的原则就是事先制定好职责划分的依据,并且所选的无线技术必须能够提供诊断工具以满足双方人员的需求。
  IT和工厂车间所需要的工具可能并不相同,只有具备了合适的工具,才能迅速解决问题。在IT领域内,工具基于简单网络管理协议(SNMP),一些工业无线电支持此协议。更高等级的诊断功能包括OPC-等级的数据获取,用于在控制系统中集成诊断功能。
  虽然不同部门之间的政策不同,但似乎有依从工厂有线网络的趋势。到底是选择有线还是无线控制工程网版权所有,当流水线在凌晨2点发生故障时,被电话吵醒的工厂经理才是真正关心这个问题的人。
  不管谁负责网络,公平地说,无线网络的查错和有线以太网系统的查错过程是不同的。例如控制工程网版权所有,无线网络本身是虚无缥缈的,你无法手持无线网络,它会被外界因素影响,想要将问题源头隔离开来时,你会发现无处着手。这就是为什么使用合适的工具监视和诊断系统非常重要。和其他必要组件一样,必须要有人确定谁能够使用这些工具并熟知这些设备。选择一家能够在产品全生命周期提供支持的供应商CONTROL ENGINEERING China版权所有,获取合适的工具和培训、技术选型和技术支持程序。一旦这些工具齐备,熟悉有线网络诊断的人员也能够对无线网络进行诊断。
  容量
  我如何才能确定无线系统是否能够满足我的带宽需求,特别是未来的需求?
  首先,先做准备工作。了解你的网络需求、你的目标以及你的工作环境。你需要怎样的传输距离和传输速率?你是否需要移动存取?你的应用是室内还是室外?是否存在反射表面?是否存在运动、旋转和振动的设备?明确你的网络需要支持何种通信。无线技术多种多样,总有一种适合不同的应用。
  其次,谨慎选择服务供应商。你的供应商必须能够提供工业级的技术,必须对你的特定应用所需的技术充满信心,必须能够提供可以升级的解决方案以适应你未来的增长。所选的供应商必须对你的设备和流程具有深入的了解。选择合适的诊断工具组合。有些供应商能够提供使用OPC的HMI集成工具,将你的网络可视化。确保你选择的公司能够提供增值服务,例如通道调研和现场审核,这些增值服务就是在项目初期需要关注的内容。
  时刻牢记有些应用是无法使用无线技术实现的:例如控制工程网版权所有,具有1000个毫秒级扫描速率的I/O端口的生产线。目前的无线技术是无法满足这种容量的要求的。
  此时需要关注的另一个问题是:“如果隔壁的工厂安装它自己的无线网络,那么我应该如何避免网络之间的相互干扰?”
  明晰所有其他因素。将IT看做一种资产。利用此领域专家建立维护程序,以监视系统的健康状态。一定数量的判据能够用于预测无线技术的性能。IT可以定时地检查网络,监视网络中的新接入点或者无线环境的改变,测量外部干扰,确保性能不会下降。
  然而,即使是那些为了隔离干扰而细心布局并完美搭建的网络,对于不断变化的RF环境,也是很容易受到影响的。你无法知晓隔壁工厂是否会干扰你的网络,但是你可以采取预防措施,或者调整应用以减少冲击。
  有很多预防措施,首先选择一种可以切换频率的解决方案,例如控制工程网版权所有,802.11n在5GHz的频带上具有24个通道。另一种有效的方法就是使用定向天线以增加无线电之间的连接强度并且降低对干扰的敏感程度。然而,排列定向天线——特别是在较远的距离上排列定向天线是很困难的。这些先进的安装技术通常在现场考察时就应该确定www.cechina.cn,并选择顶级的技术供应商来实现。
  可靠性
  无线系统比有线系统的可靠性低么?答案是否定的,但是要区分情况。考虑到无线干扰问题,用户不会在驱动器旁边排布信号电缆。无线技术的要求不同,例如直线距离和无线电、天线和电缆的选择都很重要,针对具体应用考虑特殊的性能特性。
  在很多情况下,有线系统的可靠性比较低,特别是使用滑动环进行通讯的移动设备。这些应用会时常将电缆进行弯折,导致电缆破损或者性能下降。
  无线技术已经成功于SCADA应用,所以向控制应用的渗透也可以想见。在制造业,以太网目前广泛用于控制应用中;有以太网的地方,通常都有无线网络。一些无线设备很复杂,足够完成交换机管理、提供智能数据包过滤。有些无线技术支持确定性应用,能够提供高等级的灵活性、速度、精度和预测性。这些项目中,技术的良好设计和仔细执行很关键,还包括与分销商专家、集成商和解决方案供应商的紧密合作。
  任何拥有计算机和因特网服务的人都有使用无线网络的惨痛经验,例如路由器的故障和调制解调器的重启。在工厂环境谁敢冒这个险呢?今天,无线产品比传统的家用甚至是企业级技术都具有更高的鲁棒性。有新技术和测试工具可以确定网络何时接近发生故障,还有用户接口能够提供实时健康信息,可复现的技术管理系统和程序管理系统还能进一步增加稳定性。
  正是由于使用天线代替了网线,很多现实世界的无线应用才得以获得效率和可靠性的提升。移动设备的应用可以极大程度地降低成本、减少停机时间以及减少维护。
  例如控制工程网版权所有,宝洁公司为了提升可靠性,特意采用了无线技术。在工厂中,工程师使用无线网络代替滑动环,以优化现有的Ethernet/IP网络。网络设计人员在5GHz的频率上使用802.11解决方案,与已经饱和的现有2.4GHz频段一起工作。这种方法满足了确定性应用对性能的要求,减少了信息丢包,不会再有通讯故障导致停机,最终工厂技术人员大量采用了这种方案。
  加拿大安大略省的Liberty 机场系统为商用和政府飞机场设计了一套旅客逃生照明系统。对于飞机的运动来说,这些照明系统的稳定性很关键,一旦停机就会导致飞机延期、取消或者更糟糕的事故。主要的光纤通讯线路铺设于逃生通道之下,一旦他们损坏了,整个逃生通道就要关闭。Liberty现在使用无线技术作为很多已有设备的备用通讯系统,以提升开机时间、削减维护费用。在一处安装中,光纤在搭建中被切断了,此时无线备用系统迅速接管通讯任务,直至1周后光纤线路被修好为止。
  最终,克服障碍的目前方法和未来方法首先要加深理解、合理布局以及严谨执行。无线技术不是“得之即用”的解决方案。审视网络、尽早与IT同事商议,为他们提供足够的资源,他们将会帮助管理网络。万事俱备,用户就可以享受无线技术的灵活性和多样性了,更多时候,还能降低成本。
  翻译:辛磊夫

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