无线技术--创所未有

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1、无线技术——创所未有创新推动了无线技术的发展，成功的应用充分证明了无线技术的经济、可靠、安全和易用性PeterZornio,BobKarschnia艾默生过程管理过去由于物理上和经济上的障碍，使得很多化工厂的信息很难或根本不可能获取，如今，可靠的无线通讯系统将这些障碍一扫而光。事实上，无线自动化技术致力于众多管理层所关注的问题，如连续过程改进、安全和环保等，无线技术使用方便、收益显著，它正在改变着整个工业的工作惯例。前所未有的过程和设备信息传输技术现在已经能够投入使用，无论工厂的控制系统有多老，都不成问题。无线网络无线技术将现场网络和工厂网络整合到一个完整的无线工厂结构中。（图1）无线

2、现场网络是一组能够测量一个或多个过程参数并将这些信息通过无线方式传递到网关或接收器的设备。各种无线现场仪表可用于温度、压力、流量、液位、pH值、振动、离散开关量、阀门位置的测量。一般情况下，网关把来自于现场无线仪表的数据通过本地接口、Modbus、或类似的连接方式传递到控制系统，在这里无线、有线模拟量、基金会现场总线数据全部整合在一起。无线现场网络的2个重要特征是低功率无线电传输以及符合过程工业对时间性、可靠性、安全性和准确性的要求。低功率的特点适用于非充电电池运行的设备。无线工厂网络采用符合IEEE802.11标准的Wi-Fi或更高带宽的网络技术与移动工作人员通讯，进行人员或移动设备

3、的跟踪，以及完成移动视频。这些应用的实现皆归功于高带宽、无线设备的可充电功能以及数据传输的清晰度和安全性。通常工厂网络采用工业级meshIEEE802.11接入点，一种集中型网络和安全管理，包括对一系列无线局域网（WLAN）控制器的监督，这保证了无线功能的实现。这种共享网络提供了一个工厂内跨地域和功能分区的无线通信平台，能支持多种应用程序。化工企业利用无线技术可从工厂级开始向下到现场级，也可以从现场级向上到工厂级。我们发现从现场级开始使用无线技术将获得更快的回报。本文着重讲述的就是现场级的应用。无线现场网络的标准信息技术委员会已对现行工厂网络标准和惯例进行了完善，但是范围更为广泛的无线

4、委员会还不能提供一个严格的、经过测试的工业标准来应用于无线现场传感器网络。这一标准必须具有坚固的工业可靠性，而且现场设备和控制应用程序耗电要低，其通讯可靠性与有线方案相当。WirelessHART就为用户提供了这种可信赖的无线现场网络仪表。这些仪表来自涉及广泛工业领域的HART通讯基金会成员公司，HART基金会于2007年9月通过了WirelessHART标准，而WirelessHART产品也已于2008下半年开始发货并在各化工厂安装使用。无线现场网络崭露头角由于无线仪表采用射频天线，无需接线，因此它具有低功率、可自带无线电收发器等特点，而且网络通讯能力安全可靠，电池使用寿命长。（图2

5、）图1、无线工厂结构集成了现场和工厂的应用网络。过程和设备通过现场网络中的WirelessHART设备进行监测；移动操作、人员和设备跟踪、实时影像则通过Wi-Fi由工厂级网络行使。无线设备与有线设备在工艺流程图（P&IDs）上的表示是一样的，对于操作人员来说数据的显示也是一样的，而无线系统的工程安装和调试则更简单。而且，接线图、线槽、接线柜、铠装电缆、桥架等全部都可以省掉，同时安装工作也可以降到最低。建立无线网络所需规划工作更少，而且安装和启动更快。经济上的优势和简单的操作，是无线技术区别于传统自动化方案的独到之处，它让工程师拥有更为广阔的想像空间去完成过去无法完成的任务。图2、无线变

6、送器通过射频天线传递信号，而电源线则被具有超长使用寿命的内置电池所代替。传统有线方案的安装成本一般为每英尺50到100美元，视工程量而定。无线设备可节省至少90%以上的安装成本，因此以前需要花费昂贵代价才能进行监测的工厂设备，如远程储罐、泵、手动阀、安全喷淋装置等，现在可以通过无线变送器将测量数据传递回控制室，以提高过程可靠性和安全性，同时提高资产的管理。无线技术方便易用，只需极少的工程量，运行效率却显著提高了。那些需要操作人员和维护人员到现场收集数据和进行操作的工作和时间通过无线仪表自动数据采集可以大大减少。无线技术的商业优势将推动其进一步发展。去年位于波士顿的著名调研咨询机构ARC

7、公司发布了一份名为“用于过程制造业的无线技术”的5年分析预测报告，报告指出用于过程制造业的无线设备市场将以每年32%的速度增长，并于2012年达到11亿美元。是否采用无线技术？目前无线技术基本应用于以下2种情况，而第3个应用领域还刚刚起步。必须在现有工厂内增加新的测量点。为了满足新发布的环境或安全法规，许多企业认为无线技术是最好最经济的解决方案。这些必须增加的新测点一般是储罐、泄压阀或安全喷淋装置，在这些地方安装无线仪表非常方便，而且安装完毕可