在无线工厂的奇迹中现场总线技术的秘密故事

  • 科研进展
  • 2025年01月19日
  • 在十多年前,无线网络就已经成为过程工业的一部分。工厂设施采用无线网络的原因有很多,但通常可以归结为以下两类。 第一类是被动的:主要用于已经饱和、无法继续增加线缆的有线基础设施,或电缆难以到达的区域。 第二类是主动的:无线网络是快速扩展仪表和通信功能区域的关键手段,无需较高成本、较长安装时间,也并不需要有线仪器所需停机时间。 最终目标都是提高设施生产率和员工效率

在无线工厂的奇迹中现场总线技术的秘密故事

在十多年前,无线网络就已经成为过程工业的一部分。工厂设施采用无线网络的原因有很多,但通常可以归结为以下两类。

第一类是被动的:主要用于已经饱和、无法继续增加线缆的有线基础设施,或电缆难以到达的区域。

第二类是主动的:无线网络是快速扩展仪表和通信功能区域的关键手段,无需较高成本、较长安装时间,也并不需要有线仪器所需停机时间。

最终目标都是提高设施生产率和员工效率。传统制造企业面临着具有丰富经验的人员减少且工人总数减少趋势,急需提高效率以确保其在行业内竞争力和持续盈利能力。

当今无线网络协议,已经可以满足制造业对工业通讯提出的苛刻要求:

可靠通讯;

安全数据传输;

确定性通讯;

受控功耗。

Wi-Fi和现场网络

大多数人在谈到无线网络时,他们首先想到的是将计算机、电话、平板电脑等连接到办公室或家庭甚至工业网络的无線以太網(Wi-Fi)。虽然Wi-Fi应用非常广泛,并且适用于各种各样的应用,但其高功率要求和高耗电特性,对于电池需要使用数年的测量设备来说是不切实际的。尽管如此,无处不在 Wi-Fi设备及其提供了高带宽,使其适用于用途如移动工作人员应用程序,远程视频监控系统以及其他相关应用。在考虑无限工厂中的具体情况时,有一点需要注意:典型过程环境,不如家庭或办公室那样有利于通讯。因此,部署无限工厂网路,不仅仅是信息技术(IT)团队责任。

为了克服这些问题,最好聘请具有工业自动化经验并对在工厂环境中安装Wi-Fi设计要求有透彻了解供应商。此外,在设计时,还应该考虑覆盖距离、带宽移动性以及是否能自行安装与维护。

对于蓝牙(Bluetooth),包括后来的低功耗蓝牙(BLE),它最初设计替代短距离点对点电缆连接。在工业中的应用包括将笔记本电脑连接到可编程逻辑,以便配置及维护而不需要物理电缆,以及其他短距离应用。

主要标准

支持用户接受 无限 工作的一个积极因素,是未来的标准协议制定,比如ISA100.11a—用于工业自动化 的 无線系統 — 过程控制 和 相关應用,以及WirelessHART。这两个标准都能够满足流程行业对于实时生产环境中可靠稳定安全性的需求。

WirelessHART 是由FieldComm集团专门为此目的而设计,所以任何认证过设备都能相互交互。此外,对于测量更新频率给予优化,它旨最大程度地降低功耗。根据给定的设备向主机提供测量更新频率不同,电池寿命可达到10年以上。

ISA100.11a 是一个更广泛范围内进行协同运行,如智能城市物联网、大型公共交通系统等领域。而 WirelessHART 则专注于流程控制领域,这使得它们各自具备优势。

扩展野望

随着终端设备与成本下降,将来许多新的可能性可能会出现。在很多方面,我们预见未来拥有更多从事感知系统普及,从而促进数据收集与决策支持能力增强。但这还只是一个梦想,只要成本保持下去,我们就可能看到这个梦想变成现实。当我们回顾过去几十年间所有那些改进产品性能,节省能源消耗,那些早期的小步伐其实只不过是在铺设今天我们走向更伟大未来道路上的基石之一。如果你想要探索更多关于如何让你的项目更加成功,请点击这里获取详细信息。

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