博大精深 細致入微
工業(yè)通訊的未來
2022-09-21
通過增加靈活性和功能性,工業(yè)無線網(wǎng)絡有潛力引領未來的工業(yè)通訊革命。隨著無線技術在安全性、穩(wěn)定性等方面的不斷進步,未來將在更多工業(yè)領域的關鍵任務中獲得應用。
很快,在工業(yè)領域,無線網(wǎng)絡就會像傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡一樣被廣泛接受。自從40年前,Xerox Parc發(fā)明以太網(wǎng)以來,它已經(jīng)成為辦公場所、零售以及住宅環(huán)境下通訊的主要標準。隨著進一步的發(fā)展,它已經(jīng)逐步滲透到生活和工業(yè)的各個領域;事實上在汽車領域,已經(jīng)將其視為CANBus的替代或補充。
從工業(yè)制造或過程工業(yè)的角度來看,很多年來,工業(yè)無線網(wǎng)絡已經(jīng)成為很多控制或自動化標準以及基于這些標準協(xié)議的基礎,而且現(xiàn)在控制工程網(wǎng)版權所有,在很多傳統(tǒng)上是專有有線協(xié)議的領域,無線網(wǎng)絡也開始占有一席之地。
伴隨著在速率和帶寬方面的巨大進步,在通訊領域最重要的進展可能就是無線功能和通訊協(xié)議的發(fā)明。由于在家庭以及商業(yè)領域,已經(jīng)或逐步到達飽和狀態(tài),生產(chǎn)制造和過程工業(yè)已經(jīng)開始獲益于無線基礎設施所能提供的功能、商業(yè)開發(fā)及提升。
在自動化和過程工業(yè)領域內(nèi),更多的供應商正在開發(fā)具有無線功能的設備,尤其是在它們具有更大影響力的小型產(chǎn)品上面。以太網(wǎng)不是唯一的目標,但是對于需要連接到更廣范圍內(nèi)企業(yè)網(wǎng)絡上的應用來講,非常有用。無線協(xié)議存在于很多種目前存在的通訊協(xié)議中、尤其是那些為垂直產(chǎn)業(yè)和特殊設備專門開發(fā)的協(xié)議中。
ISA100標準
無線方案的功能已經(jīng)獲得認可很多年了。2005年ISA 100委員會成立,其使命是建立一系列的標準來確定工業(yè)領域的特殊需求。該委員會由來自于全球超過250個公司的代表組成,其職能是促進無線技術的發(fā)展、提升其完整性、使其活躍于工業(yè)領域;其最終目的是提升用戶的信任。ISA 100標準旨在提供一個框架,確保為工業(yè)控制和過程控制解決方案提供一個安全、可靠的無線網(wǎng)絡。
具有無線功能的硬件正在逐步成為主流。眾多主流自動化廠商推出的工業(yè)產(chǎn)品,已經(jīng)開始將無線網(wǎng)絡作為主要的通訊方式。雖然經(jīng)常是以有線網(wǎng)絡產(chǎn)品的某種升級的形式也出現(xiàn),但這仍是一個非常振奮人心的發(fā)展CONTROL ENGINEERING China版權所有,因為這會增加無線協(xié)議開始擴張到其初始應用領域之外的信心。
最初,無線網(wǎng)絡默默無聞,是由于根據(jù)個人用戶的經(jīng)驗,在家里使用時,無線網(wǎng)絡設備作為通信橋接器,會有很多問題,比如不必要的非常大的信號衰減、可能的安全方面的缺陷、以及并不十分理想的路由性能。
在工業(yè)領域,尤其是在在關鍵生產(chǎn)和過程工藝應用中,專門為此設計了很多功能強大的硬件設備,來應對上述問題。通過改進設計來消除人們對無線技術的擔憂,恢復該技術在工業(yè)應用領域的信心,ISA 100委員會起了巨大的作用。
無線設備的好處
無線設備所帶來的好處顯而易見。在很多情況下,尤其是那些分布范圍比較廣、或者是比較難于到達的區(qū)域,遠程安裝是主要的選擇。如果使用傳統(tǒng)的有線基礎設施的話,則比較復雜、昂貴、難于布置和維護。
一個很好的例子就是罐區(qū),需要從多個測點、利用很多種傳感器來測量、傳輸多種變量:比如溫度、流量、液位和容積。無線網(wǎng)絡,則消除了昂貴的有線設施、而且對于維護和故障診斷也非常有利。
另外一個典型的無線應用是在碼頭上,吊裝設備的運行數(shù)據(jù),如軸承溫度、潤滑油液位、工作小時數(shù)以及功率需求可以很容易的反饋給中央控制設備,從而可以確定設備的利用情況,規(guī)劃維護計劃。
上述已經(jīng)存在的應用,已經(jīng)享受到了無線網(wǎng)絡基礎設施所帶來的好處。在大多數(shù)情況下,這些應用也會影響到很多先進的設備供應商所提供的服務,他們配備專門的團隊、服務、產(chǎn)品以及軟件,來滿足工業(yè)無線網(wǎng)絡安裝的需求。
大多數(shù)標準無線網(wǎng)絡解決方案的美好之處在于它們不是面向產(chǎn)品的。只要同意由不同的標準組織和協(xié)議擁有者所制定的基本原則,大多數(shù)產(chǎn)品都可以運行在共享的網(wǎng)絡上并經(jīng)其傳輸數(shù)據(jù),而這些網(wǎng)絡可以是由很多其它供應商的設備組成。這樣,工廠工程師和經(jīng)理對于產(chǎn)品就有很大的選擇空間CONTROL ENGINEERING China版權所有,使其可以確信有線協(xié)議的專屬性質不會影響設計、調(diào)試以及緊跟其后的安裝基礎。
無線網(wǎng)絡的安全性
對于那些正在尋求接受無線解決方案的人來講控制工程網(wǎng)版權所有,另外一個主要的考慮因素是安全問題。正如居家和零售業(yè),有多個不同層次的安全措施,主要取決于所部署的網(wǎng)絡設施。因為經(jīng)常要與企業(yè)層網(wǎng)絡共享接入點,因此無線以太網(wǎng)成為首要關注對象。然而,安全問題是任何無線網(wǎng)絡提供商解決方案主要部分。
有無數(shù)種方案可以用來確保無線網(wǎng)絡的安全。大多數(shù)與企業(yè)集成的方案使用了安全網(wǎng)關和基于網(wǎng)絡的“無人地帶”,在此區(qū)域兩個網(wǎng)絡相互之間相互隔離,有嚴格的安全協(xié)議來避免相互交叉。在很多情況下,對于大多數(shù)協(xié)議來講,安全程序的運行都是一樣的,都依賴于隔離、訪問控制和審查跟蹤等。
很多公司提供具有無線功能的硬件;大多數(shù)應用所需的產(chǎn)品都有眾多的供應商和協(xié)議可供選擇,這樣就可以消除缺乏選擇的擔憂。
隨著標準的修訂、技術的進步、更大的帶寬、更快的速度,無線網(wǎng)絡也會隨著產(chǎn)品的發(fā)展而不斷的改進。已經(jīng)證明,無線技術具有魯棒性,便于實施,在很多關鍵任務領域獲得應用。相信在不久的將來,無線網(wǎng)絡就會像傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡一樣,被廣泛接受。
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