社会无需等待5Gfieldbus总线即可实现无线工厂网络的设计和管理
社会不必等待5G,fieldbus总线即可实现无线工厂网络的设计和管理。制造业对无线网络的接受程度正在持续增加,在越来越多的工程中获得应用。在10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、较长时间安装也不需要停机时间。
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技术人员减少且工作人数减少的情况,急需提高效率以确保其在行业内竞争力和持续盈利能力。当今无線網絡协议已經能夠滿足製造業對工業通訊提出的嚴苛要求:可靠通訊、安全數據傳輸、確定性通訊以及受控功耗。
Wi-Fi 和现场网(WPN)广泛应用于移动工作者应用程序及远程视频监控系统。在考虑无线工厂网络时,需要注意的是,在工业环境中,由于金属密度高、电磁干扰源众多以及恶劣条件,对接入点密度要求更高,尤其是在噪声源周围。
除了Wi-Fi之外,还有一些替代方案,如LTE 和 WiMax,它们提供了不同的解决方案来应对覆盖距离、带宽需求以及移动性的不同方法。在某些情况下,部署可能需要商业服务提供商参与,也可以自行安装维护。不过需要注意的是,即便LTE 和 WiMax 适用于许多场景,但并不适用于过程仪表网络。
蓝牙(Bluetooth)及其低功耗版本(BLE),在工业中的应用包括将笔记本电脑连接到可编程逻辑,以便在没有物理电缆的情况下进行配置与维护,以及其他短距离应用。
支持用户接受无線的一个积极因素,是無線现场儀表網絡標準規範制定的進步,這些標準包括ISA100.11a- Industrial Wireless Systems: Process Control and Related Applications,以及WirelessHART。這兩個標準雖然大致相同但存在顯著差異,其中WirelessHART 是一個開放式可互操作無線通訊標準,用於滿足流程工業對實時生產應用中可靠穩定與安全無線通訊需求。而ISA100.11a則是一個更廣泛涵蓋無線應用的系列標準之一,它專門用於無線儀器,並且允許設備通過不同的方式進行網格化配置。
此外,一些低功率广域网也开始得到一些成功运用,这些协议最初用于超大范围内超低带宽通信,如供水公司或供气公司智能计量设备,其仅需每天发送一次更新数据。但由于它们传输范围广而带宽使用极低,因此它们并不适合大多数工业监控应用。此外,不同类型如ISO/IEC 30118-1:2017规范定义了一种新的基于IEEE 802.15.4g标准的小型化、高性能数字体感器,可以通过USB或串行端口连接至计算机,从而使得在实际操作中更加灵活地进行测量任务。此类新兴技术将如何影响未来的生产流程仍是一个值得探讨的话题。