導語:您的工業設備是否需要采用無線技術,這可能是幾年后您所要作出的戰略決策之一。
您的工業設備是否需要采用無線技術,這可能是幾年后您所要作出的戰略決策之一。正確的選擇將會給您的企業帶來諸多益處,從節省連接線到改進操作,但在決定廣泛實施復雜的無線技術之前,還是需要仔細斟酌的。本文列舉了決策時需要考慮的問題。
可行性
無線技術為遙感和移動工作提供了低成本解決方案,有諸多可能性。試想一下在那些傳統dcan達不到的區域,可使用用無線傳感器,為決策提供實時數據。無線網絡的安裝成本低,工業界用戶如果采用支持各種無線操作的安全可靠的網絡,可以:
• 確保工廠設備、人和環境的安全
• 提高工廠設備和資產的可靠性
• 保證雇員和工藝的高效性以優化工廠的運作
• 符合工業和環境標準
如下應用使這些無線方案為工廠提供運作和安全優勢:
•確保工廠設備、人和環境的安全
•可以用作整個工廠的定位系統,查看雇員的位置,確保安全的操作流程
•安全噴淋監視
•支持緊急響應的設施
•無線泄漏檢測和修復功能
提高工廠設備和資產的可靠性
•對設備及現場儀器進行連續的無線監測以確保設備正常運行
•設備正常運作管理可視化, 像計算機化的維護管理系統
•倉儲管理和文檔管理,保證雇員和工藝的高效性以優化工廠的運作
•移動作業者在手持電腦上操作臺式機應用程序和顯示控制室相關內容
•監視或控制設備中實時測量結果和期望值的輸入/輸出模塊及傳感器
•升級窗口儀器的傳感器
•與所有配備了WIFI設備的現場工作人員進行VoIP通訊
•進行連續無線污染檢測以確定管道系統的完整性
符合工業和環境標準
•發射和監視
•泄漏檢測和修復
現狀和未來前景
作為一項新興的技術,現有的無線解決方案可以解決工業需求,但未必能滿足未來的需要,必須要解決一些關鍵的實施問題,其中包括:如何處理上千種設備、如何在有噪聲的RF環境使用、如何可靠地發送數據、是否具有良好的設備功率管理、以及是否安全可靠。為了及時跟蹤開發成本,幫助用戶尋找最佳方案,一些組織正在起草推薦方案或標準,并提供一些開放的方案。
例如,儀器、系統和自動化協會(ISA)于2005年初公布了SP100草案,為在自動化和控制領域中實施無線系統創立了指導方針,該草案定義并公布了一套標準、推薦方案及技術文章。SP100將供應商、終端用戶和研發社區集中在一起,創建了均衡的指導方案。
采用無線技術標準將對全球制造具有廣泛深遠的影響。SP100委員會有望確定一套當前最佳的技術和協議,用戰略性眼光推動無線應用的發展,以符合用戶需求。
無線應用蓄勢待發
很多工業設備已經采用無線網絡,以滿足未來的需求。為了幫助工廠順應這種發展趨勢,本文列舉出如下問題和所需考慮的事項。
功能– 考慮有多少不同功能可利用無線技術變得更有效。
您是否對某些工藝測量同時進行低速和高速監控?
您是否在考慮一些簡單的控制方案?
您是否希望現場操作的工人能用無線手持設備訪問數據,并使用工廠內各種服務器?
您是否希望在緊急情況下的第一個響應設備采用無線網絡?
您是否愿意使用多個無線網絡管理并維護工廠設備,或者只是一個戰略性網絡?(很多用戶需要多種應用,但只需要一個無線網絡實施并管理。)
首先需要確定目前及將來的無線需求,然后根據這些需要選擇無線網絡。
可靠性- 如果沒有無線方案您工廠的運作是否可靠?雖然就目前來說這一切是可能的,但放眼未來,您的產品需要一個更可靠的網絡。而且,目前的大多數無線方案使用未經許可的儀器,科學和醫療(ISM)頻段可能會限制帶寬。
您是否計劃好如何使用這些ISM頻段?這將有助于確保可靠的無線操作。次優化ISM頻段會降低可升級性及可靠性而限制無線應用,這與有線連接中導線管擁塞情況類似。
準備使用無線了嗎?請考慮如下問題。
•您是否希望現場操作的工人能用無線手持設備訪問數據,并使用工廠內各種服務器?
•如果沒有無線方案您工廠的運作是否可靠?
•您是否只想管理一個無線安全系統還是很多無線安全系統?
•您希望無線設備的自供電時間持續多長?
•您希望您的網絡在目前和將來需要管理多少臺設備?
•有多少種應用接口需要無線數據?
安全性
您需要何種安全性?足夠的安全性有多大? 您僅需要一個安全系統還是多個安全系統?
這是在實施工業無線網絡時需要考慮的另一個主要問題。您也許僅需要一個無線安全方案。但這會限制系統管理,您可以選擇與現在及將來無線需要匹配的方案。
能量管理- 當大多數用戶使用無線方案時,他們知道沒有連線的好處和成本優勢,但問題是需要更換很多設備的電池。因此設備的功率管理是選擇無線網絡時需要考慮的重要問題。
>您希望無線設備的自供電時間持續多長?
這個問題很復雜,涉及到電源、設備需求以及設備的通訊頻率。大多數用戶需要設備能自我供電達三年甚至長達終身。如果選擇無線網絡這個理由很合理。
可升級性– 在選擇網絡時必須考慮到未來的發展以及幾千種設備發出請求時會出現何種情況。
您的網絡可以容納多少設備?
這個數量對無線網絡的使用周期而言是否足夠?
當超過網絡容量時會有何種情況發生?網絡如何擴容?
很多用戶在使用初期時無線需求很少,但當發現無線技術的優勢時,需求會迅速增長。
舊應用程序接口– 很多工廠仍然使用以往采用的很多應用程序接口,其中包括Modbus、OPC、HART、FOUNDATION Fieldbus、Profibus、以太網及其它。您的工廠里使用了哪些呢?通常在不同車間使用各種應用程序接口。很多用戶也希望來自無線設備的信息仍然使用這些已有的應用程序及協議。當選擇一個戰略化無線網絡時,必須便于和那些需要無線數據的所有已有應用程序連接,這是至關重要的,因為網絡并不僅限于在一個車間里使用,需要涉及整個工廠范圍。
您的無線網絡是否能承載很多應用程序接口?
利于提供最佳價格和性能。當某一標準分布或一開放方案出臺時,很多供應商都遵照這些技術規范,開發多種產品及可在網絡上運行的應用程序供客戶選擇。
下一步: 基于合作的戰略化方案。無線方案是一個戰略化決策,在工廠內采用無線方案需要考慮諸多因素。
戰略化無線架構像多功能云層一樣覆蓋整個工廠
首先,必須考慮前文所提及的完整無線方案涉及的所有問題。如果工業無線網絡不能在每個領域都達到要求,很難適應無線技術的長期戰略化應用。
其次,在選擇無線網絡時還需要考慮新興的標準,如SP100委員會頒布的各種標準。該委員會是由很多經驗豐富的無線供應商及終端用戶組成的,旨在推動工業界的無線應用。如果您想了解更多信息,并希望推動工業的無線化進程,可以加盟SP100。
最后,需要考慮那些符合本文所提標準的供應商的開放方案。Honeywell可提供的的方案有:
1 完全集成的多功能無線網絡,包括低速監視、高速監視和控制及移動應用程序。
2 完全可靠的跳頻擴頻和網絡技術,并采用頻率帶寬優化。
3. 每個無線設備中都集成了單個端至端安全方案,從無線接入點到傳感器,僅需一個安全系統即可實現管理和維護。
4. 專門為工業市場設計的系統,并提供功率管理功能和隨處安放的電池供電傳感器,使用期為三年的傳感器的更新時間為一秒,使用期達10年的更新時間為10秒,是一種可靠而成本經濟的方案,無需昂貴的維護成本即可滿足高速和低速監視需求。
5. 可升級性好,在相同網絡可容納幾個至20,000個傳感器,網絡容量可隨未來需求的變化而擴大。
6. 系統并未按照某個特定的應用程序協議而設計,根據工業應用要求,可與全部已有的應用程序接口相連(如Modbus、OPC、HART、Foundation Fieldbus等)。
7. 系統允許供應商提供一套滿足所有要求的產品,并迅速接入標準化“無線云層”中,類似商用市場Wi-Fi產品使用的802.11。
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