社会应用中的无线工厂网络设计与管理探索CAN协议的多样性
社会在逐渐接受无线工厂网络的重要性,这种技术带来了许多优势。制造业对无线技术的采纳程度正在不断提升,在越来越多的项目中得到应用。
十几年前,无线网络就已经成为过程工业不可或缺的一部分。工厂设施采用无线网络的原因众多,但通常可以归结为两类:第一类是被动使用,主要用于已经饱和且无法继续增加线缆基础设施,或电缆难以到达区域;第二类是主动使用,无线网络是快速扩展仪表和通信功能区域的关键手段,不需要较高成本、较长安装时间,也不需要有线设备所需停机时间。
无论出于何种原因,最终目标都是提高生产率和员工效率。传统制造企业面临着经验丰富技术人员减少及工人总数减少趋势,迫切需要提高效率以确保其在行业内竞争力和持续盈利能力。
当代无线协议已能满足制造业对工业通讯提出的严格要求,如可靠通讯、安全数据传输、确定性通讯以及受控功耗。
Wi-Fi和现场网络大多数人谈论时想到的是将计算机、电话等连接到办公室或家庭甚至工业环境中的Wi-Fi。但Wi-Fi虽然广泛应用,并适用于各种各样场景,但它高功率需求与高耗电特性,对于电池寿命要求很长的测量设备来说是不合理的。尽管如此,无处不在的Wi-Fi设备及其提供高带宽使其适用于很多用途,如移动工作者应用程序、远程视频监控系统等。在考虑无线工厂网络时,一点要注意的是,典型过程工业环境并不像家居或办公室那样有利于通讯,因此接入点密度更高,尤其是在噪声源周围。
设计无线工厂网络不仅仅IT团队责任,而是一个涉及众多方面的问题。在设计时,最好聘请具有工业自动化经验并了解如何在复杂环境中安装Wi-Fi设计要求供应商参与,以确保良好的性能与可靠性。
除了Wi-Fi,还有一些其他商业协议如LTE(长期演进)和WIMAX(Wireless Interoperability for Microwave Access),它们提供了处理覆盖距离、带宽、移动性以及不同类型用户需求不同的方法。不过这些标准并不适合所有情况,比如蓝牙(Bluetooth)也是一种支持短距离点对点通信协议,它最初就是为了替代短距离电缆连接而存在,在工业中可以用来配置维护笔记本电脑等设备。
对于支持用户接受无线的一个积极因素,是由国际自动化学会(ISA)下属组织制定的两个主要标准:ISA100.11a-用于工业自动化的无线系统:过程控制和相关应用,以及WirelessHART。这两个标准都旨在解决流程工业对于实时数据交换所需通信方式的问题,它们通过优化信号强度、高频干扰抑制以及改善能源消耗效率来实现这一目标。此外,由FieldComm集团专门为Industrial Automation开发WirelessHART,使得任何认证过合格产品之间相互兼容,从而增强了整个生态系统的一致性与互操作性。而ISA100.11a则更侧重于网状结构,可以根据具体需求进行调整,以应对不同条件下的工作环境变化,同时保持一定程度上的灵活性与自我管理能力。
最后,我们还提到了低功率广域网这种新兴技术,它们最初针对超大范围内低速数据传输而设计,如供水供气公司智能计量器械,这些器械每天只需发送一次更新数据。但由于他们拥有极低带宽且慢速更新速度,所以它们并不适合绝大多数现代工程监控任务。