无需等待5G工业总线高速连接革新无线工厂网络设计与管理

  • 天文科普
  • 2025年01月19日
  • 无线网络已成为许多过程工厂不可或缺的组成部分,其优势日益凸显。制造业对无线网络的接受度持续提升,越来越多地应用于生产流程。 十余年前,无线网络就已经开始渗透到工业领域。在选择无线网络时,主要有两大驱动因素:一种是被动的,即在现有的、饱和且无法继续增加线缆基础设施的情况下,或是在电缆难以到达的地方;另一种是主动的,无线网络能够快速扩展仪表和通信区域,不需要高昂成本、高安装时间以及停机维护。

无需等待5G工业总线高速连接革新无线工厂网络设计与管理

无线网络已成为许多过程工厂不可或缺的组成部分,其优势日益凸显。制造业对无线网络的接受度持续提升,越来越多地应用于生产流程。

十余年前,无线网络就已经开始渗透到工业领域。在选择无线网络时,主要有两大驱动因素:一种是被动的,即在现有的、饱和且无法继续增加线缆基础设施的情况下,或是在电缆难以到达的地方;另一种是主动的,无线网络能够快速扩展仪表和通信区域,不需要高昂成本、高安装时间以及停机维护。

无论出于何种原因,最终目标都是提高生产效率和员工工作效率。随着技术人员减少且劳动力紧张,传统制造企业迫切需要提高效率,以保持其在行业内竞争力的同时确保盈利能力。

当今,无线网络协议已经满足了工业通讯所需的严苛要求:可靠性、数据安全、确定性通信以及功耗控制。Wi-Fi和现场网(WPN)是两个广泛讨论的概念,而Wi-Fi虽然适用于多种场景,但其高功耗特性限制了其在电池寿命长达数年的测量设备中的应用。而WPN则提供了更为合适的解决方案,尤其是在金属密集型环境中,如过程工厂,它们要求更高接入点密度。

设计并部署无线工厂网络不仅仅是一项IT任务,还涉及深入了解工业自动化背景下的需求。此外,对于覆盖距离、带宽、移动性和支持性的不同需求,可以考虑使用如LTE或WiMax等替代方案。但这些通常不适用于过程仪表网络。

蓝牙(Bluetooth)及其低功耗版本(BLE)也可以在工业环境中发挥作用,用以实现短距离连接,并进行配置与维护。这类似于将笔记本电脑连接到可编程逻辑设备而不需物理电缆。

支持用户接受无线的一个积极因素,是诸如ISA100.11a-用于工业自动化的无線系统:过程控制与相关应用,以及WirelessHART这样的标准协议,这些标准旨在提供可靠、高效且安全的通信方式。WirelessHART采用网状结构,每个设备都能充当中继器,为信号提供多条路径;而ISA100.11a则允许用户自行配置交互方式,但这可能比WirelessHART复杂一些。此外,由FieldComm集团专门为工业设计之WirelessHART具有优化带宽利用和安全性能,并能最大限度降低功耗,因此电池寿命可达10年以上。

尽管如此,在某些应用中,一些低功率广域网也获得了一定的成功,这些协议最初用作超大范围内超低带宽通信,如供水公司智能表格,但由于只需极低带宽及较慢更新频率,它们并不适合大多数工业监控应用。

总结来说,无线工厂网络与其相关联的一系列优势,如增强移动工作人员能力、缩短回路调试时间甚至改善事故响应速度,都让它们变得不可或缺。在当前市场看来,WirelessHART正在逐步成为主导力量,大型用户普遍采纳这一技术,从而促进资产状态监测乃至更多传感系统实施,从而加强决策支持能力。此外,与传感器收集数据有关的事实,也使得未来可能会看到更多基于这些信息做出的精准决策。

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