工业自动化发展(中)参考

1、无线局域网工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展自从1977年第一个民用网系统arcnet投入运行以来，有线局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势，获得了成功并得到了迅速发展。然而，在工业现场，一些工业环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，有线局域网很难发挥作用，因此无线局域网技术得到了发展和应用。随着微电子技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。工业无线通讯无线通讯技术的覆盖面非常广泛.长程的通讯技术,例如GSM/CDMA技术己经成熟多年,其应用得到普遍重视与普及.采用专用通讯协议的数传电台在国内也应用数十年,主要在油田,水处理等行.崭新的是中短程的通讯协议

2、,802.15.4,WI-FI等.是当今工业无线通讯领域最大热点无线技术种类和适用面成本距离ZigbeeBuletoothWIFIWiMaxGPRS/CDMASatellite基于无线技术的网络化智能传感器是计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。工业以太网和现

3、场总线在工业以太网崛起的背景下,传统的现场总线技术仍然高速增长.预测20062010的5年内,全球现场总线市场的年成长率超过10%,各种主流的现场总线,包括Profibus,Interbus,DeviveNet,ControNet,CC-Link都有双位数的增长,仍然是当今非常主流的网络技术.也有人认为以太网Automation是自动化发展不可逆转的趋势,在未来的10年内,各种总线技术将逐步完成向以太网的迁移和融合.因此各制造厂商不断推出基于以太网技术的控制系统和相关产品,来推动和延伸以太网的应用.无线技术的前景无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。估计再过四、五年，大多数仪表和自动化产品都

4、将嵌入无线功能。无线技术首先会用在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控SCADA系统、设备资产管理、诊断维护等。据ON World最近发表的无线技术的工业应用调查报告说，到2011年无线传感器网络系统和服务会达46亿美元。用户年增长率为33%。其中：机器健康状态检测122%过程监控32%资产设备监控300%环境监测14%储罐物位监测75%卸压阀/蒸汽疏水阀检漏14%安全和保安86%无线技术的应用利用声波传感器和无线短程网络的配合，对各种泄漏进行检测，例如对石油、天然气采集，炼油，石化，化工等工业中各种管道和储油罐、储气罐上的卸压阀、隔离阀和旁通阀的泄漏监测，对在工厂中蒸汽管道中的疏水阀的泄

5、漏监测，都有极大的经济价值和环保价值。Honeywell公司通过实际测试并计算发现，在美国一个典型的工厂每年因蒸汽泄漏所造成的能耗损失大约在十万至十五万美元。如果应用常规的人工检测方式，将耗费巨大的人力成本，不堪负担。若在各工段中应用无线检漏变送器组成自动检测网络，所产生的成本远远低于以上费用，而且对于能耗的节约将是巨大的。另外，据报道，一个工厂的阀门泄漏大约占生产产品损耗和排放的80%。由于这些阀门一般装在人员不宜达到或难以触及的地方，发生泄漏很难及时发现。若采用无线监测系统，一旦发生泄漏立即就能报警，组织维修，约有80%90%的泄漏能够得以避免，节能减排意义巨大。无线技术的现状IEEE 8

6、02.15.4作为物理层和MAC层的无线短程网协议，基本被广泛认可和接受为无线传感器网络协议的基础。无线HART技术建立在TSMP协议的基础上，很好解决了全网格拓扑的问题。应该把无线通信看成是现有有线通信系统的一种发展和重要补充，决非一种替代。无线技术的发展工业控制的无线技术主要集中在无线短程网方向。它们都具有相当牢固和成熟的技术基础，但为了适应工业控制要求和环境，还需要专门的开发研究。无线现场仪表一定要实现低功耗，才可能解决供电的长期无线化和就地化。所以一般来说无线传输不适用于高速控制的场合。但是实践证明对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说可以用在将近80%的自动化和过程控制场合

7、。适应各种不同应用类型和要求的无线通信的标准，有的已经颁布并被市场接受，有的还在制订过程中，其发展和市场开发值得我们重视。ZigBee联盟已将ZigBee定位于以下三类无线应用：公用设施、商业建筑和消费产品。无线HART技术是专为工业过程和制造业应用设计开发的。SP 100.11a是专为工业环境的现场设备无线应用标准，肯定会包含无线HART和无线FF，其它现场总线的无线连接特别是Profibus如何处理尚不得而知。无线HART技术的基本特性无线HART是一种专门为过程自动化应用设计的无线网格型网络通信协议。它是HART现场通信协议第七版HART7.0的核心部分，又充分吸取了近20年HART为过

8、程自动化工业服务的各种经验。与所有符合HART协议的仪表和设备一样，无线HART向后兼容于现有的HART设备和应用。现有的HART应用（包括控制系统、PLC、维护工具、资产设备管理应用等），无需进行任何软件升级，都可以利用无线HART协议。HART通信基金会完成无线HART协议开发ARC的统计数据表明，截至2005年止，全世界已安装的现场仪表达 5,3005,500万台，其中采用420mA信号的达35%，气动信号13%，采用HART的达39%，采用专用信号的为13%，采用现场总线的仅2%左右。最新数据披露HART现场仪表约2500万台。HART通信基金会HCF投资开发新的技术能力和工具，无线HART已成为开发重点。历经两三年的努力，无线HART规范以HART 7的形式正式颁布。从长远来讲，无线HART协议应该具有目前有线HART协议能够解决的所有应用，也就是说，可以满足在SP 100规定的第0类到第5类的全部应用的要求。国外无线产品 艾默生推出智能无线解决方案2007-