uwb技术在工业控制系统中的应用new

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1、第34卷第2期计算机工程2008年1月Vol.34No.2ComputerEngineeringJanuary2008·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2008)02—0242—03文献标识码：A中图分类号：TP393UWB技术在工业控制系统中的应用1,2,311王军，王宏，徐皑冬（1.中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016；2.中国科学院研究生院，北京100039；3.沈阳化工学院，沈阳110142）摘要：鉴于现有无线技术在工业环境中的通信质量差等问题，将超带宽(UWB)技术引入到工业控制网络中。在分析了工业环境特点和总结了UW

2、B无线技术优势的基础上，提出了基于UWB技术的工业无线控制系统，给出了符合EPA和FF两大现场总线标准的UWB无线扩展方案，对符合FF标准的方案进行了测试。实验证明，系统运行效果良好，达到了预期目标。关键词：超带宽；工业控制系统；FF总线；EPA总线ApplicationonUWBTechnologyinIndustrialControlSystem1,2,311WANGJun,WANGHong,XUAi-dong(1.ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Shenyang11001

3、6;2.GraduateSchool,ChineseAcademyofSciences,Beijing100039;3.ShenyangInstituteofChemicalTechnology,Shenyang110142)【Abstract】Owingtotheperformanceproblemsofthewirelesstechniqueinindustryenvironment,thispaperintroducesUltraWideband(UWB)techniqueinindustrialcontrolnetwork.Basedonanal

4、yzingthecharacteristicsofindustrialenvironmentandsummarizingtheadvantagesofUWBtechnique,theapplicationinindustrialcontrolsystemwithUWBisproposed.ThemethodofextendingUWBaccordingtoEthernetforPlantAutomation(EPA)andFoundationFieldbus(FF)isdesigned,andtheprojectbasedonFFisevaluated.

5、Simpletestingshowsthatthesystemworksorderlyandachievesanticipativeaim.【Keywords】UltraWideband(UWB);industrialcontrolsystem;FoundationFieldbus(FF);EthernetforPlantAutomation(EPA)工业环境充斥着大量由电力驱动、负载开关的闭合引起一通信方式。的窄带集簇干扰，生产现场也散布着众多金属物件，因此，(4)控制网络必须解决多家公司产品和系统在同一网络处于G波段的无线信号会在这种环境下反射、折射

6、，引起传中的互操作问题。输延迟和多路径漫射。这使得现有无线技术在工业环境中的无线工业控制系统性能需求与现有无线技术标准的对比[1]通信质量极不稳定、实际通信速率急剧下降、误码率很高。如表1所示。而超宽带(UltraWideband,UWB)技术是一种极具发展潜力的表1无线工业控制网络需求的指标对比新型无线通信技术，具有高带宽、低功耗、抗干扰能力强等特性802.11系列BluetoothZigBeeIndustrialWireless[2]特点，是未来富有竞争力的技术之一。-13(Kb·s)DataSpeed＜50Mb/s720Kb/s≈100Kb/s/n

7、ode1工业控制系统和工业环境的特点≈1000英尺/工业控制系统强调可靠性和实时性。用于测量与控制的Range≈100英尺≈30英尺≈300英尺典型数据通信的主要特点是：允许对实时相应的事件进行驱动通BatteryLife≈2h≈3天≈6个月≈5年Multi-Vendor是是是是信；具有很高的数据完整性；能在电磁干扰和有地电位差的OperabilityOpenProtocol是是是否情况下正常工作；多使用专用的通信网。Acknowledgement否否可能是工业控制网络与信息网络的具体区别如下：SupportRedundantDataPath否否可能可能

8、(1)控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性Deterministica否