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无线:简单、安全、可靠、成功

Jim Montague,CONTROL ENGINEERING 新闻编辑2005.07.18阅读 4275

工业无线解决方案正大量涌现,好几种标准都在努力为控制和自动化应用找到最有效的解决方法。本文介绍了在工厂底层和现场的用户怎样运用无线技术减少麻烦、获得较好效果的经验。

  每个人都这样做,你也可以。首先,请不要在意目前围绕“无线”概念的各种大肆宣传,诸如可预知未来或其他含糊其词甚至完全胡扯的谬论。并且请完全忘记诸如蜂窝移动电话、笔记本电脑、黑莓技术和其他基于便利性的传统的“无线”应用。
  现在,请试着把无线设备纯粹当作传统硬接线和连接器的替代品。这种无线应用确实存在,而且正在迅速增加。然而如同任何其他控制和自动化项目一样,第一个关键是找到合适的解决方案,对于无线应用尤其如此。无线应用通常要进行彻底的现场调查,以便搞清用户在各种应用中的不同需求和遇到的问题。
  “当你在过程控制应用中处理任何潜在的危险品时,必须确定你能够控制它。许多事情都有可能发生,但是如果导线断了,那么操作就必须停止,”HART通讯基金会的技术规程总监Ed Ladd说。“正在考虑无线应用的许多用户担心的一个问题是:无线通讯在理论上是可以在未经许可的情况下被别人控制或截获。导线就不会遇到这种情况,因为它是物理连接。”
  为

了改变人们的某些观念,必须让他们看到正在使用的无线设备和网络。“我们在实验室和实际的工厂中建立了演示系统,向人们展示无线网络是怎样处理温度和压力读数的。当亲眼看到信号强度信息,亲眼看到数据传输进来时,无线传输的概念就会逐渐在人们的观念中变得真实起来了,”Accutech公司的销售和市场副总裁Cliff Lewis说。“大约100年前,当人们建立电的概念时也遇到过同样的麻烦。”


图1:操作人员正在使用集…如图1
图1:操作人员正在使用集成了Omnex 控制系统
公司的跳频、扩频(F H S S )无线系统的
Schwing America 公司的混凝土定位设备控制
混凝土输送管。



简单的频谱扩展
  Omnex控制系统公司的销售和市场副总裁Randy Klassen补充说:“乍一看,实现一个无线的工业解决方案似乎很复杂,但是从最简单的形式来看,许多工业无线解决方案就是用无线连接取代铜导线来传输离散信号和模拟信号。无线并不是指在空气中移动的网络,它其实也常常表现为在空气中传输包含有工业过程监视和控制信息的二进制位和字节,例如液位、压力、温度、流量、开/关状态和报警信息等。”


图2:预计在接下来的12 个…如图2
图2:预计在接下来的12 个月内,所有的无
线网络应用都会增长。

图3:网状无线网络采用发送者/ 接收者的模式。每个设备都连接到自己的
传感器,都能够转送他们接收到的信号。信号不断跳变CONTROL ENGINEERING China版权所有,直到达到所需要的
目的地。B&B 电子公司说他们的IEEE 802.15.4网络节点的使用范围在室内
可以达到300英尺,在室外可以达到750 英尺。


  Omnex还提到他的跳频、扩频(FHSS)无线设备已经被集成到了Schwing America公司混凝土泵车上的混凝土输送管的无线控制系统中。这些混凝土输送管包括4个部分,长度可以达到198英尺。这些管子必须受到精确的控制。Omnex公司的Len Dueckman称他们的无线解决方案使操作人员可以比以前更加接近需要浇注混凝土的地点,这样不仅可以大大提高工作效率控制工程网版权所有,还让操作人员从与混凝土泵车的直接导线连接中解脱出来,因此安全性也有所提高。
  跳频、扩频(FHSS)技术用迅速改变频率来克服干扰和多路通讯的问题(这些问题在只应用一个频率时会非常严重),不会影响到其他临近的频率。这些方法使Omnex公司的无线设备(这些设备也通过Phoenix Contact公司进行分销)可以应用在很多苛刻的环境中CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以可靠的传输要求刷新率优于50ms的过程信号。“跳频、扩频(FHSS)技术运行时,用户不会受到任何干扰,也不需要任何频率管制和协调,” Dueckman补充到。“这使得无线设备在使用时就像有线连接设备一样简单、可靠,同时却没有有线连接设备的固有缺陷。
实现监视功能变得更为简单
  虽然有人采用无线技术进行控制和执行操作控制工程网版权所有,但大多数人采用无线技术是为了实现监视功能,只是把无线技术当作有线系统的一个补充。这是因为监视回路的重要程度比较低,即使有干扰现象发生也不可能造成灾难性的后果。
  “许多人已经安装了一些WiFi网络系统的基础设备,因此在机器上安装一个无线网络节点并不是惊世骇俗的事情,费用也并不太高,”DPAC Technologies公司无线产品部的副总裁Mike Zachan说。“很快,这种对无线应用的最初认可就会进一步使人们接受在更加关键的应用中采用无线技术。”
  “在某些控制应用中,人们要求运用确定性的网络系统。802.11 协议的本质定义决定了它不是一个确定性的技术。在IEEE 802.11范畴里,我们不像有些点对点无线技术那样具有确定性,但是我们的技术具有更强的可互操作性,而且更加便宜。”
  事实上CONTROL ENGINEERING China版权所有,DPAC说

























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