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领略无线I/O 精彩世界

Jim Montague,CONTROL ENGINEERING新闻编辑2004.04.07阅读 6315

  与硬连线网络相比,无线方案可以节省时间、材料及人工,而且有些无线I/O解决方案还能降低WLAN以及基于现场总线系统的配置、编程及其他要求。本文介绍几个用户如何简化及实施无线方案以满足其业务需求的案例。
  不能因为您看不到无线网络的传输部分就意味着它们不存在。与硬连线及双绞线相比,尽管使用无线方案意味着需要不同的任务与工具,和了解各种无线通信方式的物理差异,但它也同样需要人们的“温柔呵护”。
  无论是可见还是不可见,工业网络的使命依然如故,即:根据物理条件来精确、快速及安全地将信号及数据传输至可对它们进行分析并进行决策的地方,然后再将指令及进一步的查询传回(如果需要的话)。另外,在使用任何一种工业网络时,您都必须十分清楚您需要及想要达到的目标,然后再找出您的应用及环境所能处理的那部分(在您决定使用哪一种无线技术以前)。

  无线I/O基础
  一些用户目前正在使用的一种最有前途的无线技术是无线输入/输出(I/O),基本上它会先从I/O点上收集4~20 mA的模拟或其他原始信号,然后再将这些数据通过无线电发往中央处理设备,如PC或PLC等。这种方法不使用无线局域网(WLAN)或现场总线
,这意味着它的速度较慢且不能公用,但要比基于WLAN的网络更易于实现。这种简单性使得无线I/O更易于使用,同时也意味着无需与现有IT基础设施进行协调。此外,通过无线I/O,用户通常还能节省材料及人力CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且由于无需对WLAN或现场总线进行配置及编程,用户甚至还能节省更多的时间和金钱。
  因此,无线I/O在改造及扩建项目上正变得越来越流行,且经常用来帮助削减开支,据ARC咨询集团Harry Forbes所撰写的一份最新报告称,虽然大多数无线I/O系统目前都用于数据采集,但也曾成功地用于一些闭环控制应用中--尽管有效带宽限制了它们的控制速度。无线I/O可传输模拟及离散传感器信号,虽然只有1~20 Hz控制工程网版权所有,但对于许多控制应用来说已经够用。无线I/O的主要限制是每一个无线I/O点所传送的信号数量有限,因此在I/O点数较多的地方,WLAN更具有吸引力,ARC称。
  “尽管无线I/O是一个简单的概念,但它在工厂控制工程师们的心目中仍是一种新生事物。由于这一概念容易把人吓着,因此我们将它称之为不需要使用双绞线的无线I/O”,Elpro Technologies公司总经理Graham Moss说,“即使‘无线’这一词也还是有些吓人,但现在大部分人已不再去设想最坏的情况,而是开始认识到他们能够在许多应用中使用无线”。
  为拓展潜在用户以及使无线易于实施CONTROL ENGINEERING China版权所有,已有几家厂商开发出能将无线I/O与其他传感及联网功能集成在一起的解决方案。例如控制工程网版权所有,Accutech公司开发的无线仪表系统(Wireless Instrumentation System,WIS)即包含了经过集成与校准的传感器,用于检测温度、压力、声音及多输入(模拟与离散)的电池供电(寿命5年)的现场收发器,带RS-232、RS-485 Modbus和4~20 mA输出选项的基地无线电收发器,以及用于数据管理及异常情况报告的软件。这些单元已被批准在危险区域使用,事实上,纽约Consolidated Edison公司的工程师已能在45分钟之内将Accutech公司的这套系统安装在城市暖气分配计量站上,而以前却需耗时两小时。
  此外,Honeywell Process Solutions也推出了用来监控压力、温度等物理量的XYR5000无线变送器。这些装置还包括用来为4~20 mA设备增添无线能力、以及将测量结果无线传输至与控制系统或数据采集设备(如记录仪或PC等)相连的基地无线电收发器的模拟输入接口。每一基地收发器可同时接收来自多达50部无线变送器的信号。XYR5000型无线变送器无需布线即能实现过程与资产监控,并允许在旋转设备上进行测量。
Phoenix与Omnex之间的…如图1


  Phoenix与Omnex之间的合作
  在过去几年中控制工程网版权所有,Phoenix Contact及Omnex Control Systems公司共同致力于为工厂用户提供无线I/O设备。相对于构建一个网络,这些工厂用户通常更关心信号传输的安全性。Phoenix公司一开始研究利用跳频扩频(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)技术来对其有线4~20 mA信号调理器执行基于I/O的收集与发送。
  “过程应用一般总是测量和发送温度、压力、物位及流量数据,并且通常用4~20 mA模拟信号来指示过程状态、或者用数据告警信号”,Phoenix公司仪表与无线产品市场经理Davis Mathews指出,“因此我们和Omnex公司联合推出了一种可无线接收一路4~20 mA信号或两路数据输入信号且无需进行设置或编程的设备。我们特地采用一种简单的方法,以我们目前的水平我们并没有太大












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