社会无需等待5G现场总线技术在无线工厂网络设计与管理中的应用
社会不必等待5G——现场总线技术在无线工厂网络设计与管理中的应用
随着无线网络技术的不断发展,它已经成为许多过程工厂不可或缺的一部分,提供了诸多优势。制造业对无线网络的接受度正在不断提升,在越来越多的工程中得到广泛应用。
十几年前,无线网络就已经开始渗入到工业生产中。工厂设施采用无线网络通常有两大原因:一是被动使用,无线作为补充现有的、无法继续扩展的有线基础设施;二是主动选择,无需高额成本和长时间布置电缆,无需停机时间即可快速扩展通信功能区域。
提高效率是所有这一切的最终目标,因为传统制造企业面临着经验丰富技术人员减少和劳动力总量下降的情况,因此必须保持竞争力并确保盈利能力。今天,工业通讯要求得到了现代无线协议所满足:
• 可靠性;
• 安全性;
• 确定性;
• 控制功耗。
Wi-Fi和现场总線技術
尽管Wi-Fi在各种场合都非常普遍,但它对于需要长期工作且电池寿命极为重要设备来说并不理想。不过,Wi-Fi设备及其带宽适用于很多应用,如移动工作者、远程视频监控系统等。在考虑无线工厂网络时,应注意的是,家居或办公室环境相比于典型的过程工厂环境,对通讯更为友好,因此需要更多接入点以克服噪声问题。
设计和部署无線工廠網路不仅仅由IT团队负责,还需要了解工业自动化背景的人才。此外,由于安装人员可能不熟悉过程环境,他们可能无法理解如何有效地运行这些系统,从而影响用户对这类系统信任程度。在选择供应商时,最好选择那些有深厚工业自动化经验,并能理解在实际设施中安装Wi-Fi设计需求的人才。
除了Wi-Fi之外,还有一些其他标准可以用来替代,如LTE(长期演进)和WLAN(Wireless Local Area Network)。这些标准提供了一种处理覆盖距离、带宽、移动性和支持性的方法,有时候还会涉及商业服务提供商。但值得注意的是,这些协议并不适用于所有类型的仪表控制网路。
蓝牙是一种另一种可以在工业环境中使用的地方,它最初旨在取代短距离点对点电缆连接,在某些情况下也用于配置维护设备,而不会物理插拔电缆。
主要無線網絡標準
两个主要支持用户接受無線的一般因素包括ISA100.11a-Industrial Wireless Systems: Process Control and Related Applications,以及WirelessHART。这两者虽然内容相似,但它们之间存在显著差异。WirelessHART是一个开放式互操作标准,以解决流程行业对于实时数据传输安全、高可靠性的需求。而ISA100.11a则专注于更广泛范围内的一系列应用,其方式更加灵活,不同用户需要自行决定其交互方式。这意味着ISA100.11a比WirelessHART更复杂,更难以管理但却拥有更多灵活性。
低功率广域网(LPWAN)也逐渐获得了一定的成功,它们最初被用来进行超大规模地区内超低带宽通信,比如智能计费器这样的能源公司设备。但由于他们只需极低带宽以及较慢更新速度,所以它们并不适合大多数工业监控任务。