摘要:业内分析人士认为,无线技术在控制领域的大规模普及应用将在2010 年左右。目前在国外,自动化的巨头正在积极地从事无线产品的开发。智能无线仪表或者在原有HART仪表加装无线适配器配上网关就可任意将过程数据和丰富的诊断信息上传至DCS或者AMS系统,能够解决测控的盲点,比有线%,能有效监测设备的各种信息,做到对设备的预维护,降低维修的工作量及费用。

发展新时期,智能无线技术的春天

当今时代,信息技术发展迅猛,更新换代明显加快,尤其是无线技术创新活跃,各类技术加快发展和融合,新技术新应用层出不穷,向经济社会各行业各领域的渗透广泛深入,在经济建设、国防建设、社会发展和人民生活等方面发挥着越来越重要的作用。

工信部刘利华在谈我国无线产业的发展时表示,工业化、城镇化加快推进,人民群众生活水平持续提高,特别是中央关于推进信息化与工业化融合、加快信息化建设等重大战略决策的贯彻落实,为无线技术发展创造了良好的环境。

“无线技术正进入新的发展时期,网络逐步向下一代网络演进,第三代移动通信、宽带无线接入等技术发展迅猛,云计算、物联网等技术发展方兴未艾,展示了无线技术与应用发展的广阔前景。”

先进的无线技术与有线技术相比,投入成本低,占地面积少,是平台应用的理想选择。与传统4-20毫安有线模拟量仪表相比,安装无线%的费用,无线技术在北美地区已成为主流应用。

目前无线传输技术非常丰富,包括:蓝牙、Zigbee、 超短波数传电台、GPRS等。在工业领域,WI-FI、Zigbee作为主要的无线传输技术,具有传输距离远、带宽高、组网容易等特点,在各行各业被广泛使用。特别是在工业现场,大量的仪器仪表,也需数据采集和传输,以便于工业流程控制与管理,植入WI-FI或Zigbee数据采集传输模块或者用GPRS无线通信技术构建远程监控系统,则可在现场快速、便捷的构架数据传输网!

时代的呼唤,智能无线技术应运而生

工业现场介质状态参数检测一直是生产操作和控制的重要依据,现场仪表检测信号的稳定性和准确性是安全生产的必要条件,但是工业现场环境恶劣、高酸碱性、重灰尘、干扰严重,测点分布广、数量多、距离远,给信息电缆的铺设和现场监控检测带来了很大的困难。随着人们越来越注重工业安全、节能环保的要求,智能无线技术应运而生。

智能仪表的问世及无线通信、信息处理等等技术的发展为实现智能无线技术奠定了技术基础,而资产管理推动了智能无线设备的发展。

目前,工厂管控网的概念得到越来越普遍的的应用,其所定义的数字化工厂结构以现场智能设备为基础,充分利用现场设备的智能信息,将以往被的维护方式转换为前瞻性的主动维护方式,提高工厂的运行性能,从而获得更大利益。无线技术正以全新的视角拓展对工厂各个方面的监测,进一步加强工厂管控网的优势。

研究表明,如果所需敷设电缆不超过250米,连接点数小于500点,那么无线仪表的安装成本比Foundation现场总线方案还要低。凡是新建项目,无论规模大小,采用智能无线技术都能显著节省安装成本。如果无线%,那么其在工程、基建和开车上的花费要比有线%以上。

专家介绍,无线网络有两个层面,即工厂网络WPN和现场网络WFN,工厂网络包括移动终端、人员设备跟踪设备、移动通信工具、视频监控等等;现场网络包括测量仪表和控制设备。在工厂网络中,一般采用工业WIFI技术来提高物流管理的自动化和工作安全性能。在现场网络中,一般使用无线HART技术,并增加扩展跳频技术,具有极高的可靠性。

现场智能无线设备与智能无线网关组成自组织网络(该网络能自主查找最佳的通信路径并创建新的通信路径以保证信息畅),再由网关将过程测量信息和丰富的诊断信息上传到DCS和设备管理系统(AMS)。

中国仪器仪表学会自控工程设计委员会名誉主任委员夏德海介绍,智能无线技术具有易于安装调试、节省成本、解决距离偏远、物理障碍、工程费用高昂和技术集成复杂等难题。它主用于延长设备寿命、优化工艺装备效率、减少维护工作量和满足安全、环保的要求。尽管智能无线技术拥有这么多的优点,但也存在着一些缺陷。如智能无线设备的供电电池只能一次使用、不可充电;能耗较大的阀门定位器、质量流量计等设备的电池模块不能解决,无法实现智能无线技术。同时也不能于安全仪表系统中。

雨后春笋,智能无线产品创新应用

夏德海表示,从技术进步的历史过程分析,不是技术本身在推动技术进步,而是技术进步的应用过程充分发挥了技术的优势和特点,使新兴技术创造出新的价值。同样无线技术的应用将推动以更加便捷和经济的方式来管理工厂内的信息流的有效流动。

无线技术并不是万能的,不能完全替代有线方式的应用,但它作为有线方式的最好的、最有益的补充之一,在特定的工业控制领域起到其独特而无法替代的好处,而由有线和无线的无缝连接实现的工业控制网络也必将是今后工业控制领域的一个趋势。

业内分析人士认为,无线技术在控制领域的大规模普及应用将在2010 年左右。目前在国外,自动化的巨头正在积极地从事无线产品的开发,并各具特色。

菲尼克斯拥有Trusted Wireless、Bluetooth、WLAN、GSM/GPRS和WirelessHART技术的无线产品,可以提供覆盖现场层、控制层和管理层的完整无线解决方案。特别是Trusted Wireless技术是专门为流程工业设计研发的无线通信技术。为了保证流程设备极高的运行可靠性,流程工业企业所使用的无线通信技术应该有很高的可靠性。

艾默生和思科共同合作推出了即实用又经济的无线方案,广泛应用于过程测量、设备监测、视频监视、人员通讯和设备跟踪等。该方案安装无需复杂的现场勘察或特殊工具,无线网络被设计为开放式的技术方案,并且在推出时保证符合标准。同数字自动化系统和有预测性维护的资产管理软件之间已经可以做到无缝集成。

霍尼韦尔过程控制事业部总裁Jack Bolick说:“提高工厂价值的关键是获得关键的工艺信息,并且使其在整个工厂中随时可用。OneWireless将过程信息整合进工厂系统与应用中,它是工厂真正所需的无线网络。”该公司的OneWireless解决方案能够帮助工厂提高安全性、可靠性以及生产效率,其可扩展的无线基础架构支持在全厂范围内战略位置安装连接无线设备。

美国邦纳公司在无线传感器网络领域率先推出了公司一系列无线传感器网络产品。如其SureCross无线网络产品是第一个没有第三方无线电技术支持的无线网络平台,为了更好的构造SureCross无线网络,邦纳依据高性能的行业应用需要,融和了十多年的传感器应用及创新的经验,促成了这一工业产品。SureCrossDX70无线网络系列包含了网络结点与发射器,可用于测试信号任何地点,任何条件下的信号强度、范围和210类型。

随着微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,逐渐孕育出了智能无线技术,其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。(顽石)

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