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如何规划最佳的工业无线应用?

作者:www.cechina.cn2012.10.30阅读 3693

        无线技术是自动化领域“下一代技术”的重点方向之一,也是实现流程工业智能控制的重要手段。虽然国内有非常成功的应用案例,但从无线技术应用的细节上讲,不少工控工程师仍存有问题或疑虑。CEC借与霍尼韦尔过程控制部(Honeywell HPS)无线技术专家江天生先生交流之机,求解一些热点的无线应用问题,以飨读者。
        Q1: 什么是Onewireless? 优势何在?
        总体而言,霍尼韦尔提出的OneWireless解决方案,旨在构建高达300M Bps的企业无线骨干网络,实现无线高速公路,并在其上支持多功能应用的。 比如,它既可支持无线的过程数据采集,包括温度、压力等参数的所有无线仪表、变送器的数据无线传输到DCS系统, 又可支持移动操作,即移动的操作员站现场作业。另外,应用可还包括支持无线巡检,可燃气体探测/人员定位(非GPS 可控)、无线视频、智能监测等。
        OneWireless解决方案提升了工厂网络设计的灵活性。其最新版本 OneWireless R200全面满足ISA100.11a标准并与无线现场设备配合,方便用户设计多种无线覆盖类型的无线网络。基于应用需求,用户现在能够设计出仅覆盖现场仪表的无线网络,或覆盖现场仪表以及Wi-Fi设备的无线网络。这为用户提供了极大的灵活性控制工程网版权所有,并且降低了整体拥有成本。另外,OneWireless™转接模块将允许使用HART协议现场设备转换为能在ISA100.11a标准无线网络环境下进行通讯和数据交换设备,极大帮助厂商提高生产效率。
        此外,OneWireless R200能够将无线现场仪表网络的安装以及维护成本降低高达50%。这些新特性能够简化工厂无线现场设备网络的安装以及扩展, 并能够最大化现场变送器电池寿命。众多流程制造商寻求更加小型化、设计巧妙的无线网络来满足特殊现场设备的需要,但同时他们也需要能够易于拓展并且支持高度复杂、覆盖全场范围的无线解决方案。最新版的OneWireless可使得工厂自由设计网络,满足了工厂当前与未来的潜在需求。它同样可以减少安装时间以及无线解决方案的整体生命周期成本。
        OneWireless是流程行业首个真正意义上的通用无线网状网络解决方案。它允许工厂使用简易无线网络来连接数千个无线现场设备www.cechina.cn,并实现多种关键功能,包括从资产检测到非关键性流程控制。 OneWireless R200 允许工厂通过使用新型的现场设备接入点(Field Device Access Point)以及无线设备管理系统(Wireless Device Manager)等特性创建现场仪表网络。现场设备接入点(Field Device Access Point)支持ISA100.11a,承担信息路由功能,准许使用者连接无线现场设备到过程控制网络,并实现现场数据路由。工厂还能够充分利用现场设备路由功能,构建一个电池驱动现场设备的网络,使其相互能够彼此通讯并从比邻的现场设备(包括其他厂商设计的支持ISA100.11a标准的设备)路由信息到过程控制应用之中。
        无线设备管理系统(Wireless Device Manager)通过管理网关系统以及安防系统管理现场仪表网络,确保在现场设备以及工厂网络之间的所有通讯安全可靠。同时它还为用户提供了直观、简洁、基于网络的界面,使得拥有最基本的IT知识的流程工程师以及现场设备工程师能够迅速建立其ISA100.11a网络www.cechina.cn,减少针对无线现场设备网络试运行、监测以及检修的时间。
        Q2:无线技术用在哪?
        美国霍尼韦尔公司2003年受美国能源部委托,着手开发无线的工业应用。累计拥有上百项专利。而此类新技术在中国推广至今已经有3-4年的时间了。工业无线通讯是有线通讯的补充,二者相辅相成。国内涉及的大项目如武汉乙烯,基于Experion过程知识系统的38个无线节点,项目涉及290台无线仪表;中石油西固油库的 23个压力测点改造项目,用无线仪表接入内嵌组态功能的无线MESH网络。现场无线变送器可以自动选择与任何一个多功能节点进行无线通讯。最多可以有40个多功能节点构建一个无线主干网络,每个多功能节点都可以带80台无线变送器(大于1秒刷新时)或20台无线变送器(1秒刷新时)。另外,在西固油库的移动的操作员站现场作业也是一大亮点。原先油品上罐车都是人工作业,靠纸张记录和对讲机联络,而现今是移动作业,和电子数据的实时更新,工作效率得到了大幅提升。还有在西固实施的无线巡检CONTROL ENGINEERING China版权所有,支持振动监测、可燃气体探测/人员定位(非GPS 可控)应用,检测人员手持设备支持 RFID 现场比对,出现疑似故障即报警。比传统人力检测方便,细致很多。
        Q3:无线是否可靠?
        可以说,无线通讯与传统的有线通讯在控制领域各有优势,无线通讯没有线缆约束,而在可靠性设计方面,无线仪表/变送器的工业防护等级、安全防爆等指标都与有线仪表无异。2.4G频段的无线技术通过可跳频技术(DSSS), 在不同的频段上寻求连接,增加信息传输自身的抗干扰性。而当多个无线节点之间构成无线MESH网络时,如点对点的无线传输遭遇故障通讯点,系统就会自动选择处于MESH网络内正常工作的无线节点作为路由,从而实现通信冗余的目的。另外,在无线通信的数据安全性上CONTROL ENGINEERING China版权所有,无线的数据验证技术也是有保证的。比如物理授权、数据源验证、数据包加密等技术,能确保数据传输的私密性和安全性。
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