各种各样新的无线网络标准逐渐浮现出来,它们都拥有一个很新颖的名字,例如:Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、WiMax和WiMedia等。当然,在市场最终决定谁是竞争获胜者之前还需要时间的考验。其中,Wi-Fi、WiMax和ZigBee这三种标准有可能在自动控制领域得到应用。
Wi-Fi (IEEE 802.11b)是“wireless fidelity”的缩写,也是“无线Ethernet兼容性联盟(WECA)”在推广这项技术时所使用的名称。就像“Ethernet”被用来代指IEEE 802.3标准的情况一样,“Wi-Fi”被用来代指IEEE 802.11b标准。Wi-Fi在自动化控制领域应用中的主要优点在于它的可移动性和减少接线的特点。在很多自动化控制系统中www.cechina.cn,近一半的启动时间用在配置硬件上,很多时间花在确认控制系统网络和基础结构是否正确上面。控制系统启动时的瓶颈通常是校验环节,有数量巨大的电缆接线需要断开,然后检查。Ethernet和传感器网络已经减少了很多电缆接线,但是Wi-Fi将会进一步减少电缆连接以及电缆检查的工作量。
WiMax (IEEE 802.16a)是一种高能量的宽频带无线网络系统,由WiMax forum (www.wimaxforum.org) 支持。它是为长距离通讯而开发的,通讯距离可达25英里,用来替代长距离的高带宽主干电缆。WiMax减少了建筑物内或建筑物之间网络接线的费用。WiMax可以作为自动化控制系统的网络主干CONTROL ENGINEERING China版权所有,从物理上和商务网络主干分离开,这样可以有效的减少安全性、可靠性和性能方面的问题。
ZigBee (IEEE 802.15.4)是一种低能量的、限制在一定范围内的无线网络系统,由ZigBee Alliance (www.zigbee.org)支持。ZigBee的网络结构比较特别,它是一种网格状的连接,在网络节点之间存在着多重的信息通路,每一个节点都可以存储和发送信息到其他节点。ZigBee这个名字就来自于蜜蜂在花朵之间飞行时蜿蜒曲折的路线所构成的网络。网格状网络可以冗余而且具有一定的操作弹性。ZigBee设计时所需的能量非常小CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以用于以电池作为电源的系统。它最初的市场是工业控制、楼宇自动化和家庭中的控制,主要用于传感器阵列和数字控制。
新的无线网络技术对制造业信息系统的主要冲击是对于生产灵活性的要求更高了。一些制造业的领导企业已经设计和应用了模块化的系统控制工程网版权所有,这种系统可以根据产品不同或是生产流程不同快速的进行重新配置。关于可移动设备和模块化结构的报告已经成了World Batch Forum (www.wbf.org) 的一个固定的专栏。无线网络的应用使重新配置和校验更加容易,这将会加速可重新配置系统的应用。现在重新配置只需要花费几个小时而不是以前的几天,这将会提高对灵活的可重新配置系统的市场需求。无线网络允许快速的硬件重新配置,这对于自动化控制系统的灵活性提出了更高的要求,将会促使控制系统的结构、设计和应用日趋模块化。
控制系统的设计者将不得不接受类似ISA 88标准所定义的模块化结构和设计。最近ISA SP88委员会和OMAC (www.omac.org) 的工作向大家演示了实现的方法。传统控制系统的每个部分都是根据用户的要求定制的,这种系统将会被由预先定义模块组装的新型系统所取代,这些预先定义的模块都符合公用的标准。
无线技术的发展将会对更加灵活的控制系统带来意想不到的巨大需求。这种控制系统必须可以快速的重新设置,具备快速定义和执行新的控制策略和生产规则的能力。
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Dick Caro所著的“工业自动化无线网络”是关于这一领域的很好的参考资料www.cechina.cn,可以访问ISA (www.isa.org) 获取该书的电子版本。