社会无需等待5G现场总线传输介质即可实现无线工厂网络的设计和管理
无线网络已经成为许多过程工厂不可或缺的组成部分,它们在制造业中的应用正在不断增加。在过去十多年里,无线网络就已经开始融入工业生产。工厂设施采用无线网络的原因有很多,但通常可以归结为两大类:被动和主动。
被动的原因是为了补充已饱和且无法再扩展的有线基础设施,或是在电缆难以到达的地方使用无线技术。而主动的原因则是快速扩展仪表和通信功能区域,无需高昂成本、长时间安装,也不需要停机时间,这对于维护传统制造企业对员工效率和竞争力的需求至关重要。
随着现有的无线网络协议能够满足工业通讯日益增长的要求,包括可靠性、安全性、确定性以及受控功耗等特点,无线技术正逐步成为提高生产率和员工效率的手段之一。Wi-Fi虽然广泛应用于办公室及家庭环境,但其高功耗限制了其在某些测量设备上的适用性,而现场总线传输介质则提供了一种更加实用的解决方案。
在设计无線工厂网络时,除了考虑Wi-Fi之外,还应考虑其他如LTE(长期演进)和WiMax(无线互操作微波接入)的替代方案,以满足不同场景下的需求。此外,蓝牙(Bluetooth)及其低功耗版本也能用于短距离连接,如配置或维护可编程逻辑设备。
支持用户接受这些新技术的是两个主要标准:ISA100.11a-用于工业自动化的无线系统,以及WirelessHART。这两个标准都旨在提供可靠、高效且安全的通信方式,以适应流程工业中对实时数据更新所需。
WirelessHART作为第一个进入市场的人造星体,是一个开放式互操作性的标准,它通过网状结构来克服干扰问题,每个设备都能作为中继器来增强信号质量。它由FieldComm集团专门为工业应用而设计,可以最大限度地降低功耗,并确保电池寿命达到10年以上。
相比之下,ISA100.11a是一个更广泛覆盖范围更宽泛的一系列标准,其中ISA100.11a专注于直接与现场仪表通信,其实现方法与WirelessHART不同,不同的是它允许用户自行组织网格化交互方式,这可能需要更多复杂的网络管理工作。不过这并不影响它们各自的地位,因为每一种标准都有其独特优势并服务于不同的用途。在一些特殊情况下,即使是一些低带宽但广域网也有其成功案例,但它们并不适合大多数工业监控应用,因为它们仅供极少次数数据更新而设计。
当从单一领域向另一个领域拓展时,我们看到即便最先进技术也面临挑战,如如何将新兴技术融入既有的工程中去。但这种挑战也是推动创新发展的一个催化剂。当我们探索如何将这些新兴技术集成到我们的社会生活中时,我们发现它们带来的好处远远超过了潜在的问题。例如,在没有5G的情况下,只要利用现场总线传输介质,就可以实现本文提到的所有目标,从而提升生产力,为社会创造价值。