现场总线技术神奇解锁无需5G提升无线工厂网络设计与管理效率

  • 综合资讯
  • 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。随着制造业对无线技术的接受度不断提升,无线网络正逐渐渗透到更多工程中。 在过去的十多年里,无线技术已经开始在工业环境中发挥作用。工厂设施采用无线网络主要有两大原因:一是当现有的有线基础设施饱和无法再扩展时,或者当电缆难以到达某些区域时;二是为了快速部署仪表和通信功能区域,而不需要高昂的成本、高长时间的安装,以及停机时间。

现场总线技术神奇解锁无需5G提升无线工厂网络设计与管理效率

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。随着制造业对无线技术的接受度不断提升,无线网络正逐渐渗透到更多工程中。

在过去的十多年里,无线技术已经开始在工业环境中发挥作用。工厂设施采用无线网络主要有两大原因:一是当现有的有线基础设施饱和无法再扩展时,或者当电缆难以到达某些区域时;二是为了快速部署仪表和通信功能区域,而不需要高昂的成本、高长时间的安装,以及停机时间。

提高生产率和员工效率是所有这一切最终目标。而传统制造企业面临着经验丰富技术人员减少、劳动力总量减少等挑战,因此迫切需要提高效率,以维持其在行业内的竞争力并确保盈利能力。

现代无线网络协议已经能够满足制造业对工业通讯提出的严格要求,包括可靠性、数据安全、确定性通讯以及受控功耗。在这方面,Wi-Fi虽然广泛应用于家庭及办公室,但由于其高功率需求和较高能耗,对于电池寿命长达数年的测量设备来说并不适用。不过,由于Wi-Fi提供了极佳带宽,它也被用于支持更复杂的应用,如远程视频监控系统等。

然而,在过程工业环境中,金属密度较高、电磁干扰源众多以及恶劣条件普遍存在,这就要求接入点密度要更高,尤其是在噪声源附近。此外,大多数情况下,不仅IT团队,还需要具有工业自动化背景的人员来设计和实施无线工厂网络,以确保运行的一致性并增强用户信任。

除了Wi-Fi之外,还有一些替代方案,如LTE(长期演进)和WiMax(无线互操作微波接入),它们可以提供不同的解决方案以应对覆盖距离、带宽、移动性以及网络支持的问题。但这些标准并不适用于所有类型的过程仪表应用。

蓝牙与后来的低功耗蓝牙(BLE)则是一种针对短距离点对点连接设计的协议,它们在工业环境中的应用包括笔记本电脑与可编程逻辑设备之间没有物理电缆的情况下的配置与维护等任务。这类协议对于一些特定的短距离应用非常有效。

两个主要相关标准是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。尽管两者都旨在提供可靠、高效且安全的地网通信,但它们各自采用的方法略有不同。WirelessHART使用网状结构,每个设备既作为节点又作为路由器,为信号提供多条路径,而ISA100.11a则允许用户自定义交互方式,这通常需要更多的手动管理工作。

此外,一些低功率广域网标准也开始获得一定程度成功,它们最初设计为超大范围内超低带宽通信,如供水或供气公司智能计量器这种只需每天发送一次更新数据的小型仪表。这类系统因其极低带宽需求而不太适合大多数重工業监控任务。

最后,无论是在单独使用还是结合其他技术时,无線工廠網絡都帶來了巨大的好處,比如實時數據訪問,可以顯著降低回路調試時間,並改善事故應急響應。此外,這種技術還讓企業能夠監控資產狀態並支持決策過程,使得它們成為未來工業自動化發展不可或缺的一部分。