工業(yè)控制中無線短程網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的應(yīng)用前景分析-資料下載頁
2025-05-09 00:54本頁面
【正文】 范圍 長程 低 實際數(shù)據(jù)傳輸率 高 TEXT INTERNET/AUDIO COMPRESSED VIDEO MULTICHANNEL DIGITAL VIDEO Bluetooth1 Bluetooth 2 ZigBee 文本 因特網(wǎng) /聲音 壓縮圖像 多通道數(shù)字圖像 45 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 標 準 的 比 較 市場名 標準 GPRS/GSM 1xRTT/CDMA WiFi? Bluetooth? ZigBee? 應(yīng)用重點 廣闊范圍 聲音 amp。 數(shù)據(jù) Web, Email, 圖像 電纜替代品 監(jiān)測 amp。 控制 系統(tǒng)資源 16MB+ 1MB+ 250KB+ 4KB 32KB 電池壽命 (天 ) 1至 7 至 5 1 至 7 100 至 1,000+ 網(wǎng)絡(luò)大小 1 32 7 255 / 65,000 帶寬 (KB/s) 64 128+ 11,000+ 720 20 250 傳輸距離 (米 ) 1,000+ 1 100 1 10+ 1 100+ 成功尺度 覆蓋面大 , 質(zhì)量 速度 , 靈活性 價格便宜 , 方便 可靠 , 低功耗 , 價格便宜 無線局域網(wǎng) WLAN標準 ?WLAN標準 IEEE ，已完成的有 : 46 IEEE 載頻 帶 寬 2 Mbps 跳頻 ,直序擴頻 頒布年 1997 11 Mbps 直序擴頻 DSSS 1999 5G 54 Mbps OFDM 1999 54 Mbps OFDM 2021 ? OFDM(OrthogondFreguencyDivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用 )技術(shù)是在嚴重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定、完整傳的技術(shù)， OFDM的原理是通信信號按 90度的相位作頻分，于是當某個信道波形過零點時相鄰信道的波形恰好是幅值的最大值。這種多路并行的傳送模式不僅能有效利用頻譜資源，還保證了信道間的波形不會因外來的干擾而交疊，串擾。 工業(yè)無線局域網(wǎng) WLAN的要求 ?工業(yè) WLAN具有與企業(yè)辦公和家庭應(yīng)用環(huán)境不同的要求。這些要求可歸納為： ?嚴格的延遲要求。 ?確定性性能的保證 ?支持大量的設(shè)備掛網(wǎng)，并支持掛網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量可變化。 ?網(wǎng)絡(luò)安全的保證。 ?網(wǎng)絡(luò)投用的保證 。 47 工業(yè)無線局域網(wǎng) WLAN的要求 ?嚴格的延遲要求： 用于現(xiàn)場設(shè)備要求延遲不大于 10ms，用于運動控制不大于 1ms，對于周期性的控制通信，使延遲時間的波動減至最小也是很重要的指標。 ?確定性性能的保證： 保證確定性是對任務(wù)執(zhí)行有嚴苛保證的工業(yè)通信系統(tǒng)必備的特性。即使設(shè)備處于漫游狀態(tài)也有此要求，否則會喪失實時性能。 ?支持大量設(shè)備掛網(wǎng)，并容許掛網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量可變化：工業(yè) WLAN的接入點約為數(shù)百個的數(shù)量級。若節(jié)點過多和接入的節(jié)點數(shù)有變化，有可能導(dǎo)致 IEEE MAC協(xié)議層效率太低。 ?網(wǎng)絡(luò)安全的保證： 滿足安全保密法規(guī)是工業(yè) WLAN的基本要求。包括對黑客接入點的檢測和保護的前提條件。 ?網(wǎng)絡(luò)投用的保證： 由于運行故障是不可接受的，因此對于有幾百個設(shè)備節(jié)點的 WLAN來講要求網(wǎng)絡(luò)具有自投用功能，并能執(zhí)行無線規(guī)劃和輔助節(jié)點位置調(diào)查。 48 短 程 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 的 標 準 ? IEEE WPAN工作組負責制定無線個人網(wǎng) WPAN的通信標準 。 ? IEEE 4個分標準： BlueTeeth（ 藍牙 ） ， WPAN， WPAN。 ? 、 。 因兩個草案投票軍未超過 75%， 已宣布解散 。 49 HOME 50 現(xiàn)場設(shè)備層無線通信正進入工控領(lǐng)域 ? 2021年 Honeywell推出基于 ZigBee無線傳輸協(xié)議的無線變送器 XYR 5000系列，可精確檢測表壓力、絕對壓力、溫度，還有 420mA接口，供其它傳感器轉(zhuǎn)為無線輸出。 ? OMRON推出的無線鏈接 DeviceNet現(xiàn)場總線主站： WD30ME和從站： WD30SE，最多可支持DI/DO各 1600點的通信。已成功應(yīng)用于豐田汽車裝配線的控制系統(tǒng)中。 51 ?現(xiàn)場設(shè)備層無線通信迅速進入工控領(lǐng)域，其中一個突破口是現(xiàn)場總線和無線通信技術(shù)的結(jié)合。以下是若干有象征意義的動作和產(chǎn)品 : 現(xiàn)場設(shè)備層無線通信正進入工控領(lǐng)域 德國 schild knecht公司推出的無線 ProfibusDP產(chǎn)品 DE 3000系列，可在主站與多個從站之間建立無線鏈接。其使用的載頻為 ，數(shù)據(jù)包 ，無線通信協(xié)議分別是： IEEE (數(shù)據(jù)傳輸率 11Mbit) IEEE (數(shù)據(jù)傳輸率 1Mbit) IEEE (數(shù)據(jù)傳輸率 700Kbit) HART通信基金會 HCF投資開發(fā)新的技術(shù)能力和工具，無線 HART已成為開發(fā)重點，成立的無線工作組正在制定新的技術(shù)規(guī)范，要求 HART無線通信技術(shù)保證支持產(chǎn)品的互操作性，提升 HART智能儀表的智能和可連接性，預(yù)計在 2021年上半年完成規(guī)范草案，并與工業(yè)無線組織如 SP 100無線委員會協(xié)調(diào)、合作，以確保工作的連續(xù)性和均衡性。 52 WLAN WPAN 結(jié) 束 語 ? 無線傳輸進入工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢無可臵疑。有人估計再過四、五年，即 2021年前，大多數(shù)儀表和自動化產(chǎn)品都將嵌入無線傳輸?shù)墓δ堋? ? 無線技術(shù)首先會用在樓宇自動化、自動抄表、事故響應(yīng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備資產(chǎn)管理、診斷維護等。當前較適宜應(yīng)用的行業(yè)可能有：物流過程（裝運狀態(tài)監(jiān)控）、汽車制造、食品加工、制藥和流程行業(yè)（設(shè)備資產(chǎn)跟蹤、監(jiān)控、管理）等。 ? 工業(yè)控制的無線技術(shù)主要集中在無線局域網(wǎng)和無線短程網(wǎng)兩個方向。它們都具有相當牢固和成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，但為了適應(yīng)工業(yè)控制要求和環(huán)境，還需要專門的開發(fā)研究。 ? 由于無線現(xiàn)場儀表的優(yōu)點一定要體現(xiàn)在用長期無線供電上，所以一般來說無線傳輸不適用于高速控制的場合。但是實踐證明對大多數(shù)監(jiān)控和慢速控制場合，它足夠可靠；也就是說可以用在將近 80%的自動化和過程控制場合。 53
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