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如何理解无线通讯技术对于流程工业的价值
技术分类:网络与通讯 作者:Gabe Sierra,Bob Karschnia 发表时间:2006-03-24

  有些集成解决方案,由于同时具有合适的数据记录功能、先进的通讯及电源管理功能、优良的实际测量功能,所以,还能够应用在其他场合。例如取代纸记录仪、用于水库水质的监测分析,监测管线上截止阀的开关位置等。
  在此类应用中,为了建立和保持对其远程资产的足够的知晓程度,资产经理需要定时、可靠的访问相关信息。此类实例之一是:物流计划人员能够优先安排配送路线,以便只有在客户真正需要的时候才开始发运,或者对客户的快速发货需求能够迅速做出响应,另一实例是:可以让气体分销商定期了解到本区域管线分配网中压力参数的异常状况。
  自组织网络,900MHz无线电以及无线以太网简介
  这些无线技术如果配置应用得合理,将可以解决为收集更多的资产信息而产生的成本问题,从而为经理们提供一项可优化工厂操作的新型工具。为替代原有的手动收集现场数据,可简单地增加一些低成本的测量监测点,从而大大提高操作工的劳动生产力。另外,在某些更为复杂的、具备集中的资产管理接口的应用中,无线技术甚至可以从现场设备中,提取全部的诊断信息和智能预估信息。这些现场设备在过程或资产问题威胁到造价昂贵的装置或工厂停车之前,会自动通知相关人员问题发
生在哪里。很好地了解这些技术,将对于“为达成上述目标,而需要合理配置的地方”具有更好的洞察力。
  一套无线系统一般由以下组件构成:无线节点、网关、主机。
  无线节点就是安装在现场的无线设备。网关将无线节点汇在一个可访问站点,该站点又可以集成到像DCS、数据库等主机系统——般来说,这种集成都是通过Modbus /Ethernet/ OPC 或者其他的数字式通讯协议来完成。
  ■ 自组织网络
  因为该技术最终能够形成一种无线、设备级的平台,并且通过该平台可以有效的开发出开放式标准,所以,自组织网络是一项新兴的、很有前景的技术。Emerson公司引以自豪的是,一直以来我们都同HART Communication Foundation工作组共同工作,而该工作组就是致力于研发一种无线的HART标准,并且,自组织网络借此有望扮演首要的角色。由于开发无线技术的初衷是为了满足商业上的各类用途,因此,需要作一些研发上的努力才能将其移植到工业领域,尽管这一用途大大超出了原来的用户期望,但还是发展的很快。不过,尚需一些时间才能建立这项技术的最终标准。
  自组织网络的基本概念是:每一台单独的无线设备都可以作为旁边另外一台设备的路由器,因此就不需要费用昂贵的现场勘测。如果一台设备由于距离或障碍物的问题,无法回讯给网关,那么,其需要传输的信息就会转手给其他的设备,如此这样,直到建立起一条可靠的通往主机的通讯线路。这是一种动态的对网络进行自主管理的能力,这些能力使得设备可以执行一些自动教正的动作,比如自动辨识到新增加进网络的授权设备、在必要时重新建立通讯的路径、在多重因素中对网络的整体性能进行优化。因此,这类网络在一台设备或多台设备出现故障时能够自我修复。由于使用的容易程度一直是我们考虑的重要因素,所以,此类修复优化的工作不需任何人员的干预,也不需任何额外的软件。
  该技术易于定义和安装,又不用担心系统会由于“现场线路的问题、被削弱的设备性能、被忽略的设备智能性、或者被忽视了安全性的传输方案”而导致不能正常工作,如此好的前景对用户而言是非常迷人的。同时,因为用低得多的无线功率进行数据传输,所以相比于传统的点对点无线设备,该技术方案还具有更高的能量效率。
  现在的自组织网络,其中的设备不再需要直接向网关‘高声喊话’,而只需由一台设备向另外一台设备‘低声传话’,直到信息传到其应该去的地方。尽管该类网络有能力对很多的中转进行高效管理,但如果某台设备无法建立通往主机的直接链接,那么还是要通过一次或两次中转,才可以解决现场的线路问题。另外,由于其先进的能量管理能力和本身具备的低功耗无线协议,所以该网络中设备所用的电池,具有更长的使用寿命。
  由于如果配置更多的网络设备,反而可以不受网络拓扑结构的影响而建立更多的通讯路径,因此也就可以提高整体的通讯能力,因此当我们想以‘低投入、高产出’的方式来优化我们的资产管理时,应该考虑一下换位思考,因为这种技术从某种程度来说,违反了大家原有的直觉认识,但这种“违反直觉”的技术,才真正是具有很高价值的独有技术。
  三种最为常用的网络拓扑结构分别是:星型结构(点对点),网状结构(点对多点),簇状结构(其实是星型与网状型的结合)。根据在全球所处不同位置,这些方案一般会用868MHz,900MHz 或2.4GHz的频带来操作。      











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