工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展(中)參考

1、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結(jié)合方向發(fā)展自從1977年第一個(gè)民用網(wǎng)系統(tǒng)arcnet投入運(yùn)行以來(lái)，有線(xiàn)局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線(xiàn)局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的覆蓋面非常廣泛.長(zhǎng)程的通訊技術(shù),例如GSM/CDMA技術(shù)己經(jīng)成熟多年,其應(yīng)用得到普遍重視與普及.采用專(zhuān)用通訊協(xié)議的數(shù)傳電臺(tái)在國(guó)內(nèi)也應(yīng)用數(shù)十年,主要在油田,水處理等行.嶄新的是中短程的通訊協(xié)議

2、,802.15.4,WI-FI等.是當(dāng)今工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域最大熱點(diǎn)無(wú)線(xiàn)技術(shù)種類(lèi)和適用面成本距離ZigbeeBuletoothWIFIWiMaxGPRS/CDMASatellite基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生全新概念。這種基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠(chǎng)環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間的通信提供高帶寬的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補(bǔ)了有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的不足，進(jìn)一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信性能。工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)

3、場(chǎng)總線(xiàn)在工業(yè)以太網(wǎng)崛起的背景下,傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)仍然高速增長(zhǎng).預(yù)測(cè)20062010的5年內(nèi),全球現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)市場(chǎng)的年成長(zhǎng)率超過(guò)10%,各種主流的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn),包括Profibus,Interbus,DeviveNet,ControNet,CC-Link都有雙位數(shù)的增長(zhǎng),仍然是當(dāng)今非常主流的網(wǎng)絡(luò)技術(shù).也有人認(rèn)為以太網(wǎng)Automation是自動(dòng)化發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì),在未來(lái)的10年內(nèi),各種總線(xiàn)技術(shù)將逐步完成向以太網(wǎng)的遷移和融合.因此各制造廠(chǎng)商不斷推出基于以太網(wǎng)技術(shù)的控制系統(tǒng)和相關(guān)產(chǎn)品,來(lái)推動(dòng)和延伸以太網(wǎng)的應(yīng)用.無(wú)線(xiàn)技術(shù)的前景無(wú)線(xiàn)傳輸進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢(shì)無(wú)可置疑。估計(jì)再過(guò)四、五年，大多數(shù)儀表和自動(dòng)化產(chǎn)品都

4、將嵌入無(wú)線(xiàn)功能。無(wú)線(xiàn)技術(shù)首先會(huì)用在樓宇自動(dòng)化、自動(dòng)抄表、事故響應(yīng)、設(shè)備監(jiān)控SCADA系統(tǒng)、設(shè)備資產(chǎn)管理、診斷維護(hù)等。據(jù)ON World最近發(fā)表的無(wú)線(xiàn)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用調(diào)查報(bào)告說(shuō)，到2011年無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和服務(wù)會(huì)達(dá)46億美元。用戶(hù)年增長(zhǎng)率為33%。其中：機(jī)器健康狀態(tài)檢測(cè)122%過(guò)程監(jiān)控32%資產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控300%環(huán)境監(jiān)測(cè)14%儲(chǔ)罐物位監(jiān)測(cè)75%卸壓閥/蒸汽疏水閥檢漏14%安全和保安86%無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用利用聲波傳感器和無(wú)線(xiàn)短程網(wǎng)絡(luò)的配合，對(duì)各種泄漏進(jìn)行檢測(cè)，例如對(duì)石油、天然氣采集，煉油，石化，化工等工業(yè)中各種管道和儲(chǔ)油罐、儲(chǔ)氣罐上的卸壓閥、隔離閥和旁通閥的泄漏監(jiān)測(cè)，對(duì)在工廠(chǎng)中蒸汽管道中的疏水閥的泄

5、漏監(jiān)測(cè)，都有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。Honeywell公司通過(guò)實(shí)際測(cè)試并計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)一個(gè)典型的工廠(chǎng)每年因蒸汽泄漏所造成的能耗損失大約在十萬(wàn)至十五萬(wàn)美元。如果應(yīng)用常規(guī)的人工檢測(cè)方式，將耗費(fèi)巨大的人力成本，不堪負(fù)擔(dān)。若在各工段中應(yīng)用無(wú)線(xiàn)檢漏變送器組成自動(dòng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，所產(chǎn)生的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以上費(fèi)用，而且對(duì)于能耗的節(jié)約將是巨大的。另外，據(jù)報(bào)道，一個(gè)工廠(chǎng)的閥門(mén)泄漏大約占生產(chǎn)產(chǎn)品損耗和排放的80%。由于這些閥門(mén)一般裝在人員不宜達(dá)到或難以觸及的地方，發(fā)生泄漏很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。若采用無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一旦發(fā)生泄漏立即就能報(bào)警，組織維修，約有80%90%的泄漏能夠得以避免，節(jié)能減排意義巨大。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的現(xiàn)狀I(lǐng)EEE 8

6、02.15.4作為物理層和MAC層的無(wú)線(xiàn)短程網(wǎng)協(xié)議，基本被廣泛認(rèn)可和接受為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。無(wú)線(xiàn)HART技術(shù)建立在TSMP協(xié)議的基礎(chǔ)上，很好解決了全網(wǎng)格拓?fù)涞膯?wèn)題。應(yīng)該把無(wú)線(xiàn)通信看成是現(xiàn)有有線(xiàn)通信系統(tǒng)的一種發(fā)展和重要補(bǔ)充，決非一種替代。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展工業(yè)控制的無(wú)線(xiàn)技術(shù)主要集中在無(wú)線(xiàn)短程網(wǎng)方向。它們都具有相當(dāng)牢固和成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，但為了適應(yīng)工業(yè)控制要求和環(huán)境，還需要專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)研究。無(wú)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表一定要實(shí)現(xiàn)低功耗，才可能解決供電的長(zhǎng)期無(wú)線(xiàn)化和就地化。所以一般來(lái)說(shuō)無(wú)線(xiàn)傳輸不適用于高速控制的場(chǎng)合。但是實(shí)踐證明對(duì)大多數(shù)監(jiān)控和慢速控制場(chǎng)合，它足夠可靠；也就是說(shuō)可以用在將近80%的自動(dòng)化和過(guò)程控制場(chǎng)合

7、。適應(yīng)各種不同應(yīng)用類(lèi)型和要求的無(wú)線(xiàn)通信的標(biāo)準(zhǔn)，有的已經(jīng)頒布并被市場(chǎng)接受，有的還在制訂過(guò)程中，其發(fā)展和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)值得我們重視。ZigBee聯(lián)盟已將ZigBee定位于以下三類(lèi)無(wú)線(xiàn)應(yīng)用：公用設(shè)施、商業(yè)建筑和消費(fèi)產(chǎn)品。無(wú)線(xiàn)HART技術(shù)是專(zhuān)為工業(yè)過(guò)程和制造業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。SP 100.11a是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備無(wú)線(xiàn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，肯定會(huì)包含無(wú)線(xiàn)HART和無(wú)線(xiàn)FF，其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)連接特別是Profibus如何處理尚不得而知。無(wú)線(xiàn)HART技術(shù)的基本特性無(wú)線(xiàn)HART是一種專(zhuān)門(mén)為過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)計(jì)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格型網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。它是HART現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議第七版HART7.0的核心部分，又充分吸取了近20年HART為過(guò)

8、程自動(dòng)化工業(yè)服務(wù)的各種經(jīng)驗(yàn)。與所有符合HART協(xié)議的儀表和設(shè)備一樣，無(wú)線(xiàn)HART向后兼容于現(xiàn)有的HART設(shè)備和應(yīng)用。現(xiàn)有的HART應(yīng)用（包括控制系統(tǒng)、PLC、維護(hù)工具、資產(chǎn)設(shè)備管理應(yīng)用等），無(wú)需進(jìn)行任何軟件升級(jí)，都可以利用無(wú)線(xiàn)HART協(xié)議。HART通信基金會(huì)完成無(wú)線(xiàn)HART協(xié)議開(kāi)發(fā)ARC的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截至2005年止，全世界已安裝的現(xiàn)場(chǎng)儀表達(dá) 5,3005,500萬(wàn)臺(tái)，其中采用420mA信號(hào)的達(dá)35%，氣動(dòng)信號(hào)13%，采用HART的達(dá)39%，采用專(zhuān)用信號(hào)的為13%，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的僅2%左右。最新數(shù)據(jù)披露HART現(xiàn)場(chǎng)儀表約2500萬(wàn)臺(tái)。HART通信基金會(huì)HCF投資開(kāi)發(fā)新的技術(shù)能力和工具，無(wú)線(xiàn)HART已成為開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。歷經(jīng)兩三年的努力，無(wú)線(xiàn)HART規(guī)范以HART 7的形式正式頒布。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，無(wú)線(xiàn)HART協(xié)議應(yīng)該具有目前有線(xiàn)HART協(xié)議能夠解決的所有應(yīng)用，也就是說(shuō)，可以滿(mǎn)足在SP 100規(guī)定的第0類(lèi)到第5類(lèi)的全部應(yīng)用的要求。國(guó)外無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品 艾默生推出智能無(wú)線(xiàn)解決方案2007-