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-展示頁
2025-05-21 00:54本頁面
【正文】 網(wǎng)絡(luò)安全 網(wǎng)格拓?fù)渥越M織 (meshing)安全 就地現(xiàn)場設(shè)備接入 服務(wù)質(zhì)量 (QoS)等級和使用情況 18 現(xiàn)場設(shè)備級無線網(wǎng)絡(luò)的要求 (1/6) 成 本 安裝成本 ?安裝成本遠(yuǎn)低于有線網(wǎng)絡(luò) (至少為 2:1) 運(yùn)行成本 ?儀表維護(hù)成本與有線網(wǎng)絡(luò)相似 ?底層結(jié)構(gòu)的連接其維護(hù)成本低于有線網(wǎng)絡(luò) 易于安裝和維護(hù) ?增加一臺無線設(shè)備的工作量 ,與在有線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)增加一臺設(shè)備的工作量相同 ?內(nèi)在的診斷集和標(biāo)準(zhǔn)化的補(bǔ)糾辦法 ,以及支持工具 (如電池、RF MODEM、天線等 ) 電源管理 不論是自附電源還是由其他方法供電 ,不管所用電池的類型 ,在正常條件下都至少使用 3年 19 成本目標(biāo) = 189。主要面向現(xiàn)場儀表和設(shè)備。 12 HOME 13 ?美國 ISA SP100標(biāo)準(zhǔn)委員會正在加緊制定工業(yè)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)無線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，推薦實(shí)踐指南、技術(shù)報(bào)告和相關(guān)的信息。 11 當(dāng)前影響無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要障礙 ?當(dāng)前影響無線系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的主要障礙是：如何克服工業(yè)環(huán)境對無線傳輸?shù)挠绊懞蜔o線技術(shù)目前發(fā)展的狀態(tài)尚難以滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。 10 無線通信網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)應(yīng)用正在發(fā)展 ?無線的工業(yè)應(yīng)用當(dāng)前出現(xiàn)的新動態(tài)是使用高速、無須申請頻率許可證、低價(jià)的技術(shù)。 ?美國能源部的研究估計(jì)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會為工業(yè)現(xiàn)場節(jié)能 10%和降低排放或泄漏 15%提供良好手段。 ?在工業(yè)環(huán)境下任何地點(diǎn)均能安裝使用的智能無線傳感器及其網(wǎng)絡(luò)，具有足夠的可靠性和自治處理能力，將為各種生產(chǎn)裝臵配備實(shí)時(shí)共享的數(shù)據(jù)采集能力，從而為提高生產(chǎn)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本發(fā)揮重要作用。對于發(fā)達(dá)國家來講，其勞務(wù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新興崛起國家，因此特別重視促進(jìn)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，采用新的技術(shù)手段。它們都有各自立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求；但沒有一種技術(shù)完美到可以滿足所有的要求。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 1 內(nèi) 容 提 要 ?無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 ?為什么無線通信在工業(yè)中應(yīng)用特別受到重視？ ?ISA SP100— 控制環(huán)境下無線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) ?無線通信網(wǎng)絡(luò)的分類 ?無線局域網(wǎng) WLAN ?無線短程網(wǎng) WPAN ?現(xiàn)場設(shè)備層無線通信 ?結(jié) 束 語 2 3 4 目前市場上近距離無線通信產(chǎn)品層出不窮，廣泛應(yīng)用的還是藍(lán)牙 (Bluetooth)，紅外 (IrDA) 和無線局域網(wǎng) （ WiFi）。同時(shí)還有一些具有發(fā)展?jié)摿Φ慕嚯x無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是： zigbee、超寬頻（ UltraWideBand）、短距離通信（ NFC）、 WiMedia、 GPS、無線 139和專用無線系統(tǒng)等。 概述 5 藍(lán)牙技術(shù) WiFi技術(shù) 紅外線接口 IrDA技術(shù) Zigbee技術(shù) NFC技術(shù) UWB技術(shù) 6 zigbee bluetooth UWB超寬帶 WiFi NFC 價(jià)格 芯片組約 4美元 芯片組約 5美元 芯片組約 20美元 芯片組約 25美元 芯片組約 ~4美元 安全性 中等 高 高 低 極高 傳輸速度 10Kbps~250Kbps 1Mbps ~480Mbps 54Mbps 424Kbps 通信距離 有效范圍 10m~75m143公尺（當(dāng)傳輸速率降到26Kbps） 0~10m 0~10m 0~100m 0~20m 頻段 866MHz(歐洲 ) 915MHz（美國） ~ 國際標(biāo)準(zhǔn) IEEE 標(biāo)準(zhǔn)尚未制訂 ISO/IEC 18092 (ECMA340) ISO/IEC 21481(ECMA352) 幾種無線網(wǎng)絡(luò)比較 HOME 7 為什么無線通信在工業(yè)應(yīng)用 特別受到重視？ ?工業(yè)發(fā)達(dá)國家和新興崛起國家為提高其產(chǎn)品在全球市場的競爭力，都力求在提高生產(chǎn)率的同時(shí)，降低包括能源消耗、原材料消耗和勞務(wù)成本。在這場競爭日益激烈的比賽中，無線通信技術(shù)在工業(yè)中的推廣應(yīng)用受到了特殊的重視，顯然是基于這樣的大背景。 8 INVENSYS的無線 網(wǎng)絡(luò)業(yè)應(yīng)用策略 9 室內(nèi) 室外 專用無線網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)傳輸率 功耗 成本/復(fù)雜度 工業(yè)應(yīng)用無線傳輸?shù)膬?yōu)勢 ?無線傳輸?shù)膬?yōu)勢表現(xiàn)在：極大降低安裝成本、持續(xù)降低運(yùn)行維護(hù)成本，更換方便，便于升級，減少接插件故障，移動自由且不受限制，投運(yùn)快速，可以實(shí)際利用 MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)。 ?應(yīng)充分利用無線通信，開發(fā)適當(dāng)無線產(chǎn)品和系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)我國 “ 十一五 ” 規(guī)劃的節(jié)能降耗目標(biāo)建功立業(yè)。 ?無線通信距離與具體應(yīng)用強(qiáng)烈相關(guān)，一般大致在 150毫米至 80公里。 ?工業(yè)環(huán)境對無線通信的挑戰(zhàn)有： ?工作環(huán)境溫度由 40?C— +70?C； ?高濕度（當(dāng)溫度為 40?C濕度 95%時(shí)不結(jié)露）； ?本質(zhì)安全防爆要求； ?固定設(shè)備和移動設(shè)備對無線傳輸路徑的影響（衰變、中斷和發(fā)生各種各樣的缺陷，諸如頻散、多徑時(shí)延、干擾、與頻率有關(guān)的衰減，節(jié)點(diǎn)休眠、節(jié)點(diǎn)隱蔽和與安全有關(guān)的問題）。 著重在三方面制定標(biāo)準(zhǔn)： ?運(yùn)用無線技術(shù)的環(huán)境， ?無線通信設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)的生命周期， ?無線技術(shù)的應(yīng)用。 ?在 SP 100標(biāo)委會下設(shè)五個(gè)主要的分標(biāo)委會： ? 射頻物理學(xué)基礎(chǔ) ? 可互操作性 ? 用戶要求 ? 用戶指南 ? 集成 14 面 向 成 功 的 SP 100 ?SP 100力求在現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，能在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)取得符合要求的結(jié)果。(有線 ) + 不致增加任何維護(hù)成本 現(xiàn)場設(shè)備級無線網(wǎng)絡(luò)的要求 (2/6) 兼 容 性 和 規(guī) 模 可 擴(kuò) 可 縮 可互操作性 / 公用底層結(jié)構(gòu) ?一個(gè)支持 SP 100無線應(yīng)用協(xié)議的開放型無線現(xiàn)場設(shè)備的底層結(jié)構(gòu) ,可通過網(wǎng)關(guān)變換為現(xiàn)今的應(yīng)用協(xié)議 ?與工廠內(nèi)其他非公用底層結(jié)構(gòu)的 RF共存 在世界范圍均可使用 ?盡管各國允許的使用頻帶不盡相同 ,但無線設(shè)備必須在世界各國都能使用 網(wǎng)絡(luò)容量 和 可擴(kuò)可縮性能 ?每個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量可高達(dá) 1,000個(gè)現(xiàn)場設(shè)備 ?每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可有 100
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