工业自动化和控制环境下实现无线通信的新近动态和标准进展

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1、工业自动化和控制环境下实现无线通信的新近动态和标准进展彭瑜工业自动化和控制环境下实现无线通信的新近动态和标准进展NewTrendsandStandardDevelopmentofRealizingWirelessCommunicationinAutomationandControlEnvironment（上海工业自动化仪表研究所） 彭瑜彭 瑜（938-）无线系统以电磁波作为传输介质，避免了有线系统安装成男，湖南长沙人，教授级高级工本高、维护成本高、价格不断上升、接插件的故障率高、查找程师，960年毕业于清华大学动接插件的故障困难等限制，提供了低成本、灵活性和使用方便力系，长期从事工业过

2、程控制系等竞争优势。一些具有前向思维的企业洞察工业无线系统的巨统的研究开发工作，993年获国大潜力，对此给予极大关注。而现场仪表和传感器的无线传输务院特殊津贴，现任中国自动化表现出诸如安装和维护成本低、更换方便、便于升级、减少接学会仪表与装置专业委员会常务插件故障、移动自由且不受限制、投运快速，可以实际利用委员，上海市自动化学会常务理MEMS（微机电系统）技术等前所未有的优势，更成为当前最受事，中国仪器仪表学会专家委员重视的领域之一。会委员。对于无线的工业应用，当前出现的新动态是使用高传输率、无须申请频率许可证、低价的技术。无线通信距离与具体应用（工厂自动化、过程自动化和SCADA系统）

3、强烈相关，一关注工业自动化一定会关注无线通信在工业广泛领域的应般大致在50毫米至80公里。当前影响无线系统广泛应用的主用前景。而无线通信涉及的技术极其广泛和复杂。其中，由于要障碍是：工业环境和无线技术的状态。工业环境对无线通信无线传感器网络是工业测量控制的基础性技术，所以才引起了的挑战有：工作环境温度由-40℃—+70℃；高湿度（当温度为众多科技工作者持久的研究开发热情。本文想就这方面的应用40℃湿度95%时不结露）；本质安全防爆要求；固定设备和移进展和相关标准的开发作一概述。文中引用的材料一部分来源动设备对无线传输路径的影响（衰变、中断和发生各种各样的于有关的自动化网站，一部分来源于一

4、些国际性自动化技术协缺陷，诸如频散、多径时延、干扰、与频率有关的衰减，节点会如HART通信基金会的内部文件。当然，经过作者的消化、整休眠、节点隐蔽和与安全有关的问题）等。理和理解，不免带有作者自己在近些年在此领域做了一些研究无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。估计再过之后形成的看法和倾向。四、五年，即200年前，从技术的角度讲大多数仪表和自动化产品都可以嵌入无线传输的功能。由于无线现场仪表的优点一1 无线通信在工业中的应用聚焦于无线短程定要体现在就地长期供电（如电池、太阳能电池等），也即形网的发展成数据传输无线、电源供给无线的全无线网络。从这个意义上讲，在高速控制的场合要实现足够低功

5、耗高可靠的无线传输是进入二十一世纪以来，无线传感器网络已成为工业发达国相当困难的，因而至少在相当的时间内不适合应用。但是实践家科研开发的一个热点。无线传感器及其网络的发展，估计至证明，对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说少将会带来0%的生产效率改善和减少25%的排放或泄漏。具有可以用在将近80%的自动化和过程控制场合。在过程控制和制足够的可靠性和自治处理能力、又能在工业环境下任何地点安造自动化领域，无线传输目前主要用于设备资产管理和状态监装使用的智能无线传感器及其网络，将为各种生产装置配备实测（维护），而基本上不考虑应用于生产运行的实时控制。如时共享的数据采集能力，从而为提高

6、生产率、改善产品质量、果说有所应用，也是使用于相当慢的过程中缓慢变化的参数降低成本发挥重要作用。（如温度控制和一部分流量控制）。或者是用于测量可通过无47今日自动化技术应用在中国综  述│SURVEYLECTURE线、控制则由操作人员决策而非自动的闭环控制场合，如行样必须考虑时间性），其它的上装和下载。车、起重机。这主要基于以下两方面的考虑：无线传输的信号*属于监控的第4类应用，是指通过无线传输那些只在短在接收过程中存在漏码或丢包、衰减和阻塞，以及射频干扰。时间内产生操作结果的数据和消息，例如基于事件的维护而必在现有的无线传输技术中，红外线传输不能绕过障碍须采集的数据，为测试需要而发往现场

7、的限界动作所产生的临物，应用面窄；蓝牙技术传输距离太短、功耗及成本还不够时而短暂的结果，无线设备上的电压低限指示器所产生的告知低、开发较复杂，都限制了它的推广应用；无线局域网IEEE更换电池的信号等等。802./Wi-Fi技术就其本质而言，目前尚属于无线接入技术，*第3类开环控制是指在回路中还有人在起着作用，例如要构成Mesh拓朴和自组织网络尚需时日。唯有问世3—4年的操作人员手动启动一个信号装置且注视着这个装置，远