博大精深 細致入微
工業通訊的未來
2022-09-21
通過增加靈活性和功能性,工業無線網絡有潛力引領未來的工業通訊革命。隨著無線技術在安全性、穩定性等方面的不斷進步,未來將在更多工業領域的關鍵任務中獲得應用。
很快,在工業領域,無線網絡就會像傳統的有線網絡一樣被廣泛接受。自從40年前,Xerox Parc發明以太網以來,它已經成為辦公場所、零售以及住宅環境下通訊的主要標準。隨著進一步的發展,它已經逐步滲透到生活和工業的各個領域;事實上在汽車領域,已經將其視為CANBus的替代或補充。
從工業制造或過程工業的角度來看,很多年來,工業無線網絡已經成為很多控制或自動化標準以及基于這些標準協議的基礎,而且現在控制工程網版權所有,在很多傳統上是專有有線協議的領域,無線網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議的發明。由于在家庭以及商業領域,已經或逐步到達飽和狀態,生產制造和過程工業已經開始獲益于無線基礎設施所能提供的功能、商業開發及提升。
在自動化和過程工業領域內,更多的供應商正在開發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品上面。以太網不是唯一的目標,但是對于需要連接到更廣范圍內企業網絡上的應用來講,非常有用。無線協議存在于很多種目前存在的通訊協議中、尤其是那些為垂直產業和特殊設備專門開發的協議中。
ISA100標準
無線方案的功能已經獲得認可很多年了。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展、提升其完整性、使其活躍于工業領域;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,確保為工業控制和過程控制解決方案提供一個安全、可靠的無線網絡。
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產品,已經開始將無線網絡作為主要的通訊方式。雖然經常是以有線網絡產品的某種升級的形式也出現,但這仍是一個非常振奮人心的發展CONTROL ENGINEERING China版權所有,因為這會增加無線協議開始擴張到其初始應用領域之外的信心。
最初,無線網絡默默無聞,是由于根據個人用戶的經驗,在家里使用時,無線網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。
在工業領域,尤其是在在關鍵生產和過程工藝應用中,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域,遠程安裝是主要的選擇。如果使用傳統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,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,吊裝設備的運行數據,如軸承溫度、潤滑油液位、工作小時數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,規劃維護計劃。
上述已經存在的應用,已經享受到了無線網絡基礎設施所帶來的好處。在大多數情況下,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、產品以及軟件,來滿足工業無線網絡安裝的需求。
大多數標準無線網絡解決方案的美好之處在于它們不是面向產品的。只要同意由不同的標準組織和協議擁有者所制定的基本原則,大多數產品都可以運行在共享的網絡上并經其傳輸數據,而這些網絡可以是由很多其它供應商的設備組成。這樣,工廠工程師和經理對于產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議的專屬性質不會影響設計、調試以及緊跟其后的安裝基礎。
無線網絡的安全性
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,有多個不同層次的安全措施,主要取決于所部署的網絡設施。因為經常要與企業層網絡共享接入點,因此無線以太網成為首要關注對象。然而,安全問題是任何無線網絡提供商解決方案主要部分。
有無數種方案可以用來確保無線網絡的安全。大多數與企業集成的方案使用了安全網關和基于網絡的“無人地帶”,在此區域兩個網絡相互之間相互隔離,有嚴格的安全協議來避免相互交叉。在很多情況下,對于大多數協議來講,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;大多數應用所需的產品都有眾多的供應商和協議可供選擇,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,無線網絡也會隨著產品的發展而不斷的改進。已經證明,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,無線網絡就會像傳統的有線網絡一樣,被廣泛接受。
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