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工業控制無線網路

發布時間:2022-11-20 16:39:33

① 工業無線控制器

我們山水水泥用了宇林YL-WD系列工業無線控制器,解決了控制控制電纜故障率較高,控制電纜線損壞引起故障停機,卷盤電機在工作中故障率較高,卷盤故障容易造成的故障停機等問題,大大節約了維修成本和提高了生產效率。

② 15個問題」刨根問底」TSN——讓你一文看懂工業互聯為何需要TSN

要說現在工業通訊領域最熱門的技術,那一定是非TSN莫屬。其實,TSN(Time Sensitive Network)時間敏感型網路是一個最新的但卻並非陌生的技術,那TSN究竟是什麼樣的網路呢?為何TSN會被認為是未來工業通訊的統一標准呢?TSN會替代現在的各類實時工業乙太網嗎?……

面對這些問題,CE China的老石和B&R的老宋開始了一場刨根問底式的對話,希望能讓你對TSN有一個全面正確的了解。

1.TSN是時間敏感網路的意思,時間敏感是什麼意思?其他網路對時間不敏感嗎?有衡量指標嗎?

答:說實話,最初在2016年貝加萊總部介紹TSN的時候,我覺得這似乎不像是一個工業自動化領域的技術,因為像PROFINET、POWERLINK、EtherCAT等工業網路已經可以達到比較高的實時性指標,而且好像也極少遇到什麼當前100μS循環周期搞不定的案子,工業網路講 「Determistic」,即確定性網路,因為控制是基於「等時同步」的,工業領域早已實現「時間敏感」。因此,就個人而言當時覺得這個詞是IT的人不了解工業而開發出來的網路,因為TSN的最初描述是為乙太網賦予「確定性」、「實時性」傳輸能力,這是因為標准乙太網是沒有這個能力的,但是,實時乙太網有這個能力。

那麼,問題的關鍵在哪裡?TSN最關鍵的目的在於「同一」網路的數據傳輸,即,周期性的控制通信需求和非周期的數據在同一個網路中傳輸,才是TSN的核心訴求。

因為現在的IT與OT融合過程中會遇到非常大的問題,即,周期性數據和非周期性數據往往需要通過兩個網路傳輸,因此,你會發現控制器各家都是兩個網口,一個實時乙太網,一個標准乙太網,一般實時網路用語機器與系統控制,而標准網路用於管理級信息的傳輸。

通常,衡量網路的QoS(Qualityof Service)指標包括循環周期、延遲、抖動這幾個指標,一般來說,硬實時會在百微秒這個級別的刷新,抖動控制在幾十個nS這個級別,延遲在微秒級。沒有特別的官方定義實時性,因為,應用場景不同。

2. TSN特點之一是實時性高,我們以往的現場匯流排、實時乙太網不也有這個特點嗎?相比這些TSN在實時性方面也有優勢嗎?

答:盡管TSN的關鍵訴求在於「同一」網路的傳輸,但經過研發人員的設計,其調度機制也允許獲得較高的實時響應能力,目前貝加萊已經開發的千兆乙太網的TSN測試下來抖動在50nS(抖動通常描述的是最差情況),可以達到的最快周期是在10μS級,‍因此,對於現有的工業控制而言,TSN的實時性是完全可以保障的。

和目前主流的實時乙太網比TSN顯然性能更高,據貝加萊總部的千兆測試數據顯示高了18倍的整體性能(其測試是按照節點數、數據負載不斷增加然後取性能的均值)。

3. TSN是如何實現時間敏感的呢?它是在標准乙太網標准上做了哪些修改嗎?

答:TSN本身是一系列的標准,它包含了時鍾同步、數據調度與網路配置三個方面的關鍵標准,TSN僅指數據鏈路層的標准,這一點必須闡明,它可以採用IEEE802.3的乙太網或IEEE802.3cg的標准網路來實現物理層,而數據鏈路層採用了橋接網路,以及不同的數據流調度的策略,也就是Shaper-整形器,比如CBS基於信用的整形器、Qbv-時間感知整形器TAS、CQF-周期性排隊與轉發、ATS-非同步傳輸整形器。想了解這個就得了解乙太網本身是怎麼傳輸的,然後就明白TSN主要是在Transmit Selection這個地方進行了策略調度機制的設計。

4.TSN這兩年在工業界越來越火,這個TSN源自哪裡,是咱們工業界獨有嗎?其他行業也叫TSN嗎?全球誰在主導這個標准啊?

答:TSN並非是源自工業界,TSN最早是在音視頻傳輸領域,後來在 汽車 領域於2012年成立IEEE802.1Q工作,而到工業已經是2015年的事情了,成立了IEEE802.1 TSN工作組。

在 汽車 工業里他們一般稱為AVB-Audio Video Bridge,是由IEEE802.1Qav、IEEE802.1AS和IEEE802.1Qat(已經作為IEEE802.1Q的基礎標准)構成。

在航空航天領域也有大量時間敏感型網路應用,他們可以稱為AS6802,而在工業領域,IEC和IEEE合作,成立了IEC60802工作組用於實現TSN網路的互操作性標准制定。

目前TSN的推動組織是Avnu,包括IIC、OPC UA基金會也加入了推動這項技術的工作,他們會和主要的Shaper廠商共同推動TSN技術的發展。

5. TSN今後是要成為標准乙太網協議,而且比以前的標准乙太網協議先進,那是否意味著今後民用商用工業用的乙太網協議都會成為TSN?

答:TSN是一項VLAN技術,即Vitural Local Area Network,這顯然定義了它是一個區域網,並且是一個虛擬的區域網,它不必一定成為商用和民用的所有通吃的標准,TSN域和非TSN域的區別在於VLANID,即,進入TSN網路會被交換機給打上VLAN標簽,然後藉助於TSN機制在該網路中傳輸,但離開了TSN網路的時候,這個VLAN標簽會被去除,它也可以變為一個標准乙太網幀被傳輸。因此,TSN交換機會和普通交換機一起工作沒有問題。

因此,商業或民用網路並不是必須要變為TSN網路,這完全取決於應用本身的需求,尤其是經濟性指標,因此,如果沒有特殊的實時性需求的話,倒沒有必要,目前TSN網路看來聚焦在工業級IoT應用比較多。

6. 為何這兩年突然TSN就受到業界這么多人的關注?它能解決哪些現在解決不了的問題嗎?

答:TSN火的原因就是大量的物聯網應用需求產生的,因為,你必須考慮周期性和非周期性數據的同一網路傳輸問題,帶寬的需求較之以往更大。

你可以看到這個圖中,描述了幾個場景:

(1)音視頻同步:其實,如果你看中央電視台,你看到播音員的口型和語音會出現不同步—這也屬於質量問題,因為音頻和視頻沒有同步,或者像大劇院里的音箱,你想想如果他們不能實現同步,就會出現重復的聲音,也屬於數據傳輸質量的問題。

(2).ADAS,相對於傳統的 汽車 而言,ADAS會需要多個激光雷達(比如前後三個),包括安全系統,這些更多的感測器都會帶來帶寬的需求較之以往更大。

(3).AR/VR、機器視覺:這些技術在工業場景更多的使用都會讓帶寬的需求變大。

因此,TSN是有實際的需求的,連接變得更為廣泛,則需要更大的網路容量傳輸能力。

7. 既然具有時間敏感特點的乙太網絡有這么多優點,那麼為何在早先的標准乙太網推出時沒有考慮做成時間敏感呢?為何現在就要加上時間敏感?是原先沒有想到嗎,還是原來的技術實現不了,或者是成本太高等其他原因?,

答: 90年代大眾來中國投資建 汽車 廠的時候,中國的高速公路才剛開始,包括現在很多老的小區都沒有足夠的停車位,誰會料到今天 汽車 如此普及呢?

同樣道理,在你不需要這項技術的時候,你是不會真正有動力去開發這樣的技術的,因為如果沒有人用,這些研發投入就失去意義了,因此,任何技術的流行都會需要時間,而且,就目前而言,TSN都還沒有到它真正爆發的時候,因為,對互聯的需求也就最近幾年才剛開始,大量的工廠實際上還處於單機生產的階段。因此,TSN現在已經處於未雨綢繆的階段,因為大數據應用僅在局部開始,而並非進入爆發期。

當然,你說的沒錯,要實現TSN這樣的網路的確需要非常大的技術投入,因為它的復雜性是超過現有的網路的,就像時鍾同步就比IEEE1588有可靠性方面的需求,調度機制也更多樣靈活,這些都是需要晶元處理包括千兆乙太網處理晶元、傳輸電纜、交換晶元等,這些都是成本,而只有面臨巨大的市場機會,晶元廠商才會有動力去投入研發。 現在大量的晶元廠商投入其中也是因為看到其廣闊的未來-這些投入會讓TSN變得更為易用而低成本--TSN潛在的規模使得它較之以往的網路更具競爭力。

8. 截至到目前,關於TSN的相關產品研發、測試床,支持的廠商等最新進展是什麼樣的?

答:目前TSN有幾個重要的測試床推動者,一個是德國的LNI-就是工業4.0組織的測試床,一個是在IIC的測試床,還有一個就是由華為ECC組織的測試床,貝加萊在三個組織中都積極的參與了Testbed的建設。

目前,主流的自動化廠商都發布了各自的TSN產品或者測試產品,像B&R在2017年SPS發布了TSN產品,而SIEMENS在2018年漢諾威展發布了Profinet over TSN的產品,2019年三菱發布了CC-Link IE TSN產品。華為、TTTech、CISCO、MOXA、赫斯曼等廠商也發布了TSN交換機產品。

9. 雖然TSN這兩年火熱,幾乎所有人看好和支持,那為何從實際產品上還並不多見,或者還沒有批量生產和銷售,正式工業應用幾乎沒有,主要卡在哪裡呢?預計到什麼時候,TSN會開始真正落地應用?

答:看來,你比用戶更著急,但是,工業產品一般生命周期都比較長,就像CAN匯流排、Modbus現在還在用一樣,實際上,它並沒有想你想像那麼慢,相對於過去的匯流排從概念、局部應用、大面積成熟應用的時間而言,TSN的發展算是比較快的,因為你要知道TSN面向工業的工作組2015年底才成立,2016年9月才召開Shaper的啟動會議,因此,你能夠在2018年看到這么多公司推出產品已經算是非常快的了。

TSN在2019年包括像現在已知的貝加萊、三菱都會有批量化產品推出,工業產品不會像手機那麼更新快,華為的P20 Mate Pro我還沒買呢,P30就出來了,而工業產品一般生命周期都在15年以上,因為一台機床可能會用20年以上。

因此,其實TSN發展已經非常快了。

10. 一個通信網路要實現TSN,需要哪些設備來構成或支持?相比其他網路,TSN實現起來會不會更加昂貴?

答:TSN是一個VLAN,因此它很多實現是在軟體的層面的,需要具有處理這種時鍾同步和調度機制的交換機,當然對於控制器而言,需要TSN的晶元支撐,具體的晶元成本我倒沒有考量過,但是,事物發展的規律是具有共性的,成本一定是一個不斷下降的過程,因為大量的採用就可以降低成本。

11. 現在看到國外廠商TSN產品陸續發布了,但國內廠商還沒有,那要如何才能開發一個TSN的主站或者從站或者I/O呢?成本高嗎?

答:這一點倒不完全是這個情況,華為在這方面已經走在前面,他們的TSN交換機也已經開發完成了,不過也似乎尚未進入批量化階段,因為華為會考慮更多的場景問題,因此,在整形器方面會有一些自己的設計,最近我寫了關於TSN的整形器(Shaper),還請教了華為的兩位專家,另外,MOXA也有TSN的交換機產品推出,還有一些大學、研究所、企業也推出TSN相關的技術測試產品,目前尚未正式發布。

目前提供TSN技術開發板的包括XILINX,以及TTTech和Intel共同推出的TSN解決方案、晶元廠商NXP、AD等也推出了TSN的開發與測試晶元及測試板。

12. 現在實時乙太網、現場匯流排在控制領域、特別是運動控制領域應用廣泛,那TSN會取代這些協議嗎?TSN和這些實時網路會是什麼樣的關系?

答:又需要強調一遍,就是TSN是在ISO/OSI架構的第二層,這意味著目前的TSN可以以各種形式出現,其實,乙太網本身也是這個發展過程,比如Profinet就是Profibus over Ethernet,POWERLINK就是CANopen over Ethernet,那麼,就會出現Profinet over TSN、CC-Link IE over TSN這些場景,這種設計往往是為了保持應用層軟體的延續性,以確保現有的設備投資的可用性,而貝加萊則會選擇OPC UA over TSN,原有的POWERLINK CANopen應用層會逐漸轉向OPC UA,必須保持一個軟體應用的延續性,這也是在較長的一段時間里,應用層保持,而數據鏈路層則逐步轉向TSN的過程。從TSN目前所展示的性能而言,應對運動控制的任務也沒有絲毫問題,一些廠商宣城將很快推出TSN的運動控制產品,貝加萊2019年推出IO和控制器,並計劃在2020年推出基於TSN通信的運動控制產品。

這一點必須強調,對於任何工業應用而言,保持技術的穩定性、繼承性是一種必須的考量,因此,技術的升級必須盡量的平滑過渡,對於用戶同樣如此,這是投資安全性的保障,因此,TSN短期內當然不會取代現有的網路,但是,在更長的時間里,TSN會成為基礎的網路架構。

ISO/OSI模型很有意思,就是它使得各個層可以獨立設計,包括物理層,目前的IEEE802.3可以繼續使用,當然也可以使用諸如PoE(Power onEthernet)、SPE(Single Pair Ethernet-IEEE802.3cg)的物理層。

13. 現在另外一個通訊技術5G也已經來臨,5G也是以低時延、高帶寬為最大特點,而且5G要最多的應用可能在工業上,那麼TSN和5G會是一個競爭關系嗎?

答:5G也有針對ULL(UltraLower Latency)的場景,但是,5G屬於無線網路,在工業領域的應用,尤其是類似於運動控制這些應該還不會採用5G,但是,基於IIoT的應用中對網路的確定性評估可以承受的領域5G是可以使用的,另外,TSN也會有針對無線場景的標准。

因此,評估技術的應用前景主要看場景—他們肯定不會是競爭關系,而是相互補充。

14. 對於TSN,也有些人認為現在是「雷聲大雨點小」,那TSN標準的最新進展是什麼樣的?還需要解決哪些方面的問題從而來加速推進呢?現在技術發展那麼快,TSN會不會中途又被新的通信技術給替代了?

答:其實,任何一項技術的核心驅動力是「經濟性」,而技術推動必然有一個接受過程,市場需要培育,因此,TSN顯然也不可能短期馬上就會大量的應用,想想現場匯流排從開始到發展到頂峰實際上也經歷了30年的時間,如果放眼整個產業的發展,TSN從2015年發展到今天已經算是非常快的速度了。

至於TSN中途會不會被新的通信技術替代,這個問題比較有意思,理論上來說,一切皆有可能,但是,任何技術都是來自於需求的,如果需求沒有本質的變化,那麼技術也就不會有本質的變化,如果需求就是網路的統一,那麼無論是TSN還是說一個新的技術,同樣是這個技術實現路徑,而且通信技術不可能離開晶元、工業控制獨立存在,因此,只會有TSN的升級,而很難有一個獨立的技術替代它。

技術的發展有其必然性,既然大家看到了10年後的技術需求而開發TSN,那麼它就會在很長一段時間內持續的發展。

至於更久的時間比如30年後會是怎樣,我想大部分人都無法關注,因為,這個時候如果你敏銳的觀察到30年後的網路的需求,然後研發30年後要用到的技術,你這家公司是活不到那個時候的。

15. 如果未來一旦TSN在各個領域都普及了,是不是就是實現了所謂的工業物聯網萬物互聯?

答:這個倒是值得期待,TSN正是致力於此,不過,萬物是否一定是被TSN互聯,那也未必,因為這個世界有太多的技術,就像剛才提到的5G,人類因為多樣性才有意思,也因為有未知才值得 探索 ,TSN能不能實現萬物互聯並不重要,它只是一個技術,不用賦予它那麼重大的意義,就像比爾.蓋茨所說「我們總是高估在一年或者兩年中能夠做到的,而低估五年或者十年中能夠做到的」—短期看TSN似乎還沒有到要廣泛應用的階段,但長期來說,TSN在 汽車 、工業互聯網領域將是具有統治性地位的,不過它的最佳搭檔是OPC UA,這兩者的配合將會讓工業有著天下一統的可能。

當然,在工業世界裡,價值的創造不僅僅依賴於網路技術,而依賴於對客戶價值的追求,包括軟體的應用價值、人的創造力,沒有這些,TSN發揮不了什麼,它只是一個實現我們價值創造過程的工具—對於工業企業而言,價值仍舊來自於為客戶解決問題,TSN會幫助我們。

③ 無線網路與工業控制網路結合應用

工業控制通信協議有CANBUS、MODBUS、profibus等。
簡介:
1、作為ISO11898CAN標準的CANBus(ControLLer Area Net-work Bus),是製造廠中連接現場設備(感測器、執行器、控制器等)、面向廣播的串列匯流排系統,最初由美國通用汽車公司(GM)開發用於汽車工業,後日漸增多地出現在製造自動化行業中。
2、Modbus是由Modicon(現為施耐德電氣公司的一個品牌)在1979年發明的,是全球第一個真正用於工業現場的匯流排協議。
ModBus網路是一個工業通信系統,由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統結構既包括硬體、亦包括軟體。它可應用於各種數據採集和過程監控。
3、PROFIBUS,是一種國際化.開放式.不依賴於設備生產商的現場匯流排標准。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當匯流排系統啟動時,所有連接到匯流排上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場匯流排技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網路,從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。

④ 工業無線網關是什麼

工業無線網關是工業物聯網不可或缺的設備,它就像人體的神經,將感知到的各類訊息傳遞給大腦進行處理,大腦經過運算判斷出要做何種反應,再由神經傳遞到全身四肢。同樣企業製造生產過程中,假如缺少了工業無線網關,就像人體的神經被切斷,無法感知到外界環境也無法控制自己的行為。
在企業的生產製造過程總,應用工業無線網關,可以方便地實現現場設備的遠程數據採集、程序遠程下載和遠程維護,滿足絕大部分工業控制器設備的聯網需求。很多企業為了提高生產效率,都會選擇天拓四方的工業無線網關,主要是它內置300+ 工業設備採集驅動,市面上應用最廣泛的西門子、施耐德、ABB、三菱、歐姆龍等其他品牌PLC/儀表/智能設備/Modbus/OPC UA/電力規約等協議,同時支持數控機床聯網採集MDC系統,像主流的西門子、Fanuc、三菱、Hass、CITIZEN西鐵城、HEIDENHAIN海德漢、KND凱恩帝等。

⑤ 工業控制自動化

工業控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。

工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展
計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。無線區域網技術能夠在工廠環境下,為各種智能現場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網路拓撲結構,在一些特殊環境下有效地彌補了有線網路的不足,進一步完善了工業控制網路的通信性能。

儀器儀表技術在向數字化、智能化、網路化、微型化方向發展
根據儀器儀錶行業的預測,「十五」期間我國儀器儀表市場大致是:2002年1628億元;2003年1790億元;2004年1969億元;2005年2165億元。五年間,平均年市場容量為1806億元,其中工業自動化儀表和控制系統佔41%、科學測試儀器佔25%、醫療儀器佔17%、其他佔17%,平均年增長率將不會低於10%。
今後儀器儀表技術的主要發展趨勢是:儀器儀表向智能化方向發展,將產生智能儀器儀表;測控設備PC化,虛擬儀器技術將迅速發展;儀器儀表網路化,將產生網路儀器與遠程測控系統。

⑥ 自動化在汽車生產中的應用

1、汽車製造自動化現代測量技術應高精度、高速度、多功能、在線檢測的需求,不斷取得新的發展與突破;同時,測量技術所覆蓋的工藝環節和工業領域,也越來越多樣化。

系統的最新發展及方向

目前自動化系統發展的一個主要趨勢,是控制器功能的集成化,以及通訊的集成化。長久以來,由於技術的限制,在一個自動化系統中需要使用多種,來自多個廠商的專一功能的控制設備,比如一般控制任務的PLC;安全控制用的PLC;運動控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相應地在通訊上,有一般控制任務的現場匯流排;用於安全控制的安全匯流排;用於運動控制的通訊;等等。

這樣集成得到的系統,復雜性高,無論系統集成商,還是設備使用維護方,除了掌握各種不同的技術外,還必須適應不同廠商產品的不同設計習慣,不同的軟體編制風格。還有,不同系統之間的介面和通訊進一步增加了系統的復雜性。而且從一定程度上,降低了系統的性能。

現在,集成了上述幾個和全部控制功能的控制器越來越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和運動伺服控制功能的基於PC 的控制器,等等。同時在通訊領域也在發生重大變化,乙太網借著在一般網路上取得的巨大成功,已經在工業領域逐步深入,開始牢牢確立自己的地位。集多種通訊功能於一身的乙太網產品已經出現,隨著技術的逐漸成熟,產品的逐漸豐富,乙太網技術是目前能夠看到的一統江湖的通訊網路。

汽車行業有自己的特點,就是高可靠性,高利用率,設備的高壽命。這些特點,決定了在選用自動化產品時,普遍比較謹慎,不敢為天下先,一般傾向選擇成熟的產品。因此這些新的技術何時能夠大規模進入汽車行業,就要看它們何時能夠積累起足夠的市場認可度。

2、工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展

有線區域網以其廣泛的適用性和技術價格方面的優勢,獲得了成功,並得到了迅速發展。然而,在某些工業的生產現場,由於工業環境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線區域網很難發揮作用,因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展,無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。

無線方案的應用,在目前的市場需求環境之中是非常巨大的,包括個人的生活需求,商業環境需求,和生產製造環境的需求。由於無線應用解決方案的出現,為大家帶來了無數的方便性和靈活性。但是,在工業生產的需求領域中,如果無線的需求方案無法提供一個可信賴的、安全的操作實用性時,無線的解決方案就會變成一種危險的問題狀況。

無線網路的方案,在製造行業的生產現場里,可以讓一個工廠變得更靈活,更方便。譬如說:在工廠的設備安裝的平面規劃時的柔性,在工廠的設備安裝面積利用率的提升,在工藝流程改造和移動時的簡單性等。當然,無線通訊的安全完全被保證,必須根據國家規范來加以限制,這是最基本的條件。

3、機器視覺、機器人技術在汽車製造行業的應用

「機器視覺」的用途很多,隨著20世紀90年代以來光電、自動化和計算機圖像處理技術的迅速發展,機器視覺已在包括汽車製造業在內的很多工業部門得到越來越廣泛的應用。這些領域包括批量生產條件下的精密測量、工件表面缺陷檢測、生產線中對零件標識和字元的自動識別以及判斷裝配結果是否正確等,在一些用於汽車製造業的專用設備,如刀具預調測量儀中,機器視覺也已替代了傳統的檢測方式。作為一種新穎而又實用的感測技術,圖像檢測單元近年已實現產品化,一些知名的廠商,如日本的松下公司、德國的西門子公司等都推出了品種規格齊全的系列化產品,包括光源、攝像頭、處理器等,對圖像檢測技術的推廣應用創造了有利的條件。與此同時,所頒布的相關標准不但規范了生產,而且為用戶在不同情形下選用合適的檢測單元,更快、更好地進行系統設計提供了依據。

以汽車製造業為主的製造業發展促進了工業機器人的發展。汽車製造業屬於技術、資金密集型產業,也是工業機器人應用最廣泛的行業。在我國,工業機器人的最初應用是在汽車和工程機械行業,主要用於汽車及工程機械的噴塗及焊接。2000年開始,受國家宏觀政策調控及居民消費水平提高的影響,我國汽車工業進入了一個高速增長期。面對這種局面,國際汽車巨頭紛紛進入中國市場並與我國企業合資設廠或擴大原有生產規模,國內企業也紛紛轉型或加大對汽車行業的投資,整個行業增產擴能增加了對工業機器人需求。據不完全統計,最近幾年國內廠家所生產的工業機器人有超過一半是提供給汽車行業的,海關進出口增長數據與汽車行業增長數據具有較高的相關度。可知,汽車工業的發展是近幾年我國工業機器人增長的原動力之一。

4、汽車製造安全技術或產品的應用

汽車製造設備,尤其是沖壓設備,都是安全等級要求極高的設備,一直以來也是安全控制產品的主要應用領域,從很多安全產品和應用中,都能明顯看到這一點。由於法律和文化等諸多方面的原因,歐洲的安全技術和產品一直處於領先,應用也最為成熟和廣泛。

在我國,安全一直被放在很高的位置,但多數停留在「對人進行安全教育」的層面,認為安全事故的主因在人,把對技術措施的改進放在第二位。但是國外,尤其是歐洲多年推行安全技術,事故率大大降低。這一事實說明安全事故的預防也是一個技術問題,技術性的措施比對人的教育更加重要。

可喜的是,目前安全技術在國內的應用日益廣泛。雖然我國強制性的推行國際安全技術標准,但大多汽車製造廠對安全技術有比較嚴格的要求,帶動了安全技術在國內機器製造行業的應用。而且,隨著美國和日本逐漸重視安全技術,使得美國和日本的電氣控制巨頭們也推出了諸多具有競爭力的安全產品。

對安全技術的應用有了更大的推動作用。一般來說,安全控制系統應該包括安全輸入設備(如急停按鈕、安全門限位開關或聯鎖開關、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕),安全控制電氣元件(如安全繼電器、安全PLC 和安全匯流排)和安全輸出控制(如主迴路中的接觸器、繼電器或閥等)。

其中,安全PLC是在應用中值得重點關注的產品。所謂安全PLC,就是專門為條件苛刻的任務或安全相關的應用而設計的PLC,在其失效時不會對人員安全或過程安全帶來危險。在一台安全PLC根據要求達到了特定的可靠性/故障概率等級時,就意味著它具有廣泛的自診斷能力,可以監測各個方面的硬體狀態、程序執行狀態和操作系統狀態。此外,安全PLC 還必須能夠執行標准機構(例如TUV、FM等)認證的必須的故障安全動作,而這些故障安全動作都是根據特定的原則設計,並滿足國際安全標准(如IEC61508和EN954-1等)中定義的要求。另外,安全PLC 還可能包括警衛保護預警和許可權管理的內容,用來保護安全PLC 不受來自外界的干擾。

從安全PLC供應商方面看,羅克韋爾自動化、歐姆龍、西門子A&D等巨頭紛紛採取一系列措施,推出自己的安全PLC產品,這些產品幾乎都符合IEC61508標准並得到了SIL3的等級認證。同時,都試圖將安全PLC 與其他機械安全產品一起構成完整的機械安全解決方案。羅克韋爾自動化在美國舉辦的年度Automation Fair展覽會上設立了安全產品線獨立展區,產品線覆蓋從感測、邏輯判斷到執行機構的每個環節,如安全按鈕、安全地毯、安全開關、安全繼電器、安全光幕、安全鐳射掃描器、集成安全功能的馬達啟動器與伺服電機、安全PLC(模塊式與分布式)、安全分布式I/O、安全網路等。同時,羅克韋爾在安全PLC和安全繼電器方面還將不斷推出新品,Ethernet/IP safety安全乙太網也即將推出。此外,西門子的安全PLC也從豐田這樣的著名汽車商那裡獲得青睞。目前,在世界范圍內的豐田汽車公司製造廠中,有3個安全PLC項目正在進行中,分別是Tahara(日本)、印第安納(美國)和劍橋(加拿大)。在這3個工廠中使用的西門子安全PLC 總數大約為170個,共使用了大約2000個I/O模塊。

5、其他

在汽車製造領域,除了PLC 和一般的控制元件外,市場的使用者還需求什麼呢?

首先,是「信息收集管理」的方案。在一個復雜的汽車生產工藝之中,大量的信息收集、管理、應用是絕對必要的。當然,除了必要建構上位的生產管理系統之外,如何從現場取得精確而可靠的生產數據,就是一個絕對關鍵的必要手段。從傳統的人員手動識別方法,條形碼(Bar code)的應用方法之後,RFID(Radio Frequency Identification)可以說是一個更具備彈性,資料內存更大,而且可重復使用的優秀應用方案。

其次,為了每一台汽車的品質保證、安全保證的目的,美國電子工業協會(ECC200規范),美國汽車工業協會(ECC200規范),日本汽車工業協會,日本汽車部品工業協會,國際標准規格ISO15394 對此作了明確的規范。在規范的要求之下,每一個關鍵的汽車零部件,包括發動機每一個零部件、安全氣囊、避震器等等,都必須刻印上個別的單一的身份特別碼(Identification code)來加以管理,使用的是一維碼或二維碼。目前來講,這還只是一個剛剛開始的新規范,但是對於今後的汽車市場發展來說卻是絕對會被執行的。目前已經有幾家大型重要的汽車生產廠商開始導入這個規范。

⑦ 無線收發模塊的作用是

無線收發模塊是一種無線網路通信數據收發終端,其功能可以實現相對距離內,數據對傳,為那(通信)的WBee 10XX系列,針對工業自動化領域小數據里無線遠距離數據對傳。組網靈活,抗干擾能力好,傳輸距離實測可達4KM。

⑧ 自動控制技術全國及世界現狀及發展趨勢

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。工業控制自動化技術作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一,主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統本身並不直接創造效益,但它對企業生產過程有明顯的提升作用。

我國工業控制自動化的發展道路,大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收,然後進行二次開發和應用。目前我國工業控制自動化技術、產業和應用都有了很大的發展,我國工業計算機系統行業已經形成。目前,工業控制自動化技術正在向智能化、網路化和集成化方向發展。

一、 以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化將成為主流

眾所周知,從20世紀60年代開始,西方國家就依靠技術進步(即新設備、新工藝以及計算機應用)開始對傳統工業進行改造,使工業得到飛速發展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導致競爭空前激烈,促使企業必須加快新產品投放市場時間(Time to Market)、改善質量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服務體系(Service),這就是企業的T.Q.C.S.。雖然計算機集成製造系統
(CIMS)結合信息集成和系統集成,追求更完善的T.Q.C.S.,使企業實現「在正確的時間,將正確的信息以正確的方式傳給正確的人,以便作出正確的決策」,即「五個正確」。然而這種自動化需要投入大量的資金,是一種高投資、高效益同時是高風險的發展模式,很難為大多數中小企業所採用。在我國,中小型企業以及准大型企業走的還是低成本工業控制自動化的道路。

工業控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。

傳統的自動化系統,基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成,其硬體、系統軟體和應用軟體的價格之高令眾多企業望而卻步。

20世紀90年代以來,由於PC-based的工業計算機(簡稱工業PC)的發展,以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網路組成的PC-based的自動化系統得到了迅速普及,成為實現低成本工業自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業的幾乎全部大型加熱爐,也拆除了原來DCS或單迴路數字式調節器,而改用工業PC來組成控制系統,並採用模糊控制演算法,獲得了良好效果。

由於基於PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠,並且被操作和維護人員接受,所以,一個接一個的製造商至少在部分生產中正在採用PC控制方案。基於PC的控制系統易於安裝和使用,有高級的診斷功能,為系統集成商提供了更靈活的選擇,從長遠角度看,PC控制系統維護成本低。由於可編程式控制制器(PLC)受PC控制的威脅最大,所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上,他們現在也加入到了PC控制「浪潮」中。

近年來,工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看,工業PC主要包含兩種類型:IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機,如AT96匯流排工控機等。由於基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和冗餘配置要求很高,現有的IPC已經不能完全滿足要求,將逐漸退出該領域,取而代之的將是 CompactPCI-based工控機,而IPC將占據管理自動化層。國家於2001年設立了「以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化」工業自動化重大專項,目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統,在3(5年內,佔領30%(50%的國內市場,並實現產業化。

幾年前,當「軟PLC」出現時,業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而,時至今日工業PC並沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統集成原因;另一個是軟體操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點:一是所有工作要由一個平台上的軟體完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見,工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上,其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看,控制系統的將來很可能存在於工業PC 和 PLC之間,這些融合的跡象已經出現。

和PLC一樣,工業PC市場在過去的兩年裡保持平穩。與PLC相比,工業PC軟體很便宜。據Frost & Sullivan公司估計,全世界每年7億美元工業PC市場里,大約8500萬美元為控制軟體,一億美元為操作系統。到2007年會翻一番,工業PC市場變得非常可觀。

二、 PLC在向微型化、網路化、PC化和開放性方向發展

長期以來,PLC始終處於工業控制自動化領域的主戰場,為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案,與DCS和工業PC形成了三足鼎立之勢。同時,PLC也承受著來自其它技術產品的沖擊,尤其是工業PC所帶來的沖擊。

目前,全世界PLC生產廠家約200家,生產300多種產品。國內PLC市場仍以國外產品為主,如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品。經過多年的發展,國內PLC生產廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品,可以說PLC在我國尚未形成製造產業化。在PLC應用方面,我國是很活躍的,應用的行業也很廣。專家估計,2000年PLC的國內市場銷量為15(20萬套(其中進口佔90%左右),約25(35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右,約35(45億元人民幣。

PLC市場也反映了全世界製造業的狀況,2000後大幅度下滑。但是,按照Automation Research Corp的預測,盡管全球經濟下滑,PLC市場將會復甦,估計全球PLC市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,並繼續略微增長。

微型化、網路化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基於PLC自動化的早期,PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年,微型PLC(小於32 I/O)已經出現,價格只有幾百歐元。隨著軟PLC(Soft PLC)控制組態軟體的進一步完善和發展,安裝有軟PLC組態軟體和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。

當前,過程式控制制領域最大的發展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展,PLC也不例外。現在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet介面。可以相信,PLC將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基於工業PC的控制系統。

三、 面向測控管一體化設計的DCS系統

集散控制系統DCS(Distributed Control System)問世於1975年,生產廠家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中後期起,首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS,首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時,我國主要行業(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時,開始了研製國產化DCS的技術攻關。

近10年,特別是「九五」以來,我國DCS系統研發和生產發展很快,崛起了一批優秀企業,如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。這批企業研製生產的DCS系統,不僅品種數量大幅度增加,而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。在2001年全國應用的4426套DCS系統中,國產DCS系統為1486套,佔35%。短短幾年,國外DCS系統在我國一統天下的局面從此不再出現。這些專業化公司不僅占據了一定的市場份額,積累了發展的資本和技術,同時使得國外引進的DCS系統價格也大幅度下降,為我國自動化推廣事業做出了貢獻。與此同時,國產DCS系統的出口也在逐年增長。

雖然國產DCS的發展取得了長足進步,但國外DCS產品在國內市場中佔有率還較高,其中主要是Honeywell和橫河公司的產品。我國DCS的市場年增長率約為20%,年市場額約為30(35億元。由於近5年內DCS在石化行業大型自控裝置中沒有可替代產品,所以其市場增長率不會下降。據統計,到2005年,我國石化行業有1000多套裝置需要應用DCS控制;電力系統每年新裝1000多萬千瓦發電機組,需要DCS實現監控;不少企業已使用DCS近15(20年,需要更新和改造。所以,今後5年內DCS作為自動化儀錶行業主要產品的地位不會動搖。

根據中國儀器儀錶行業協會公布的調查數據顯示,2002年我國DCS市場狀況如下:

小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發展的主要方向。目前小型DCS所佔有的市場,已逐步與PLC、工業PC、FCS共享。今後小型DCS可能首先與這三種系統融合,而且「軟DCS」技術將首先在小型DCS中得到發展。PC-based控制將更加廣泛地應用於中小規模的過程式控制制,各DCS廠商也將紛紛推出基於工業PC的小型DCS系統。開放性的DCS系統將同時向上和向下雙向延伸,使來自生產過程的現場數據在整個企業內部自由流動,實現信息技術與控制技術的無縫連接,向測控管一體化方向發展。

四、 控制系統正在向現場匯流排(FCS)方向發展

由於3C(Computer、Control、Communication)技術的發展,過程式控制制系統將由DCS發展到FCS(Fieldbus Control System)。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備(Field Device)中。基於現場匯流排的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統,它將取代現場一對一的4(20mA模擬信號線,給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。

根據IEC61158的定義,現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網路。現場匯流排使測控設備具備了數字計算和數字通信能力,提高了信號的測量、傳輸和控制精度,提高了系統與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組於1984年開始致力於推出世界上單一的現場匯流排標准工作,走過了16年的艱難歷程,於1993年推出了IEC61158-2,之後的標准制定就陷於混亂。2000年初公布的IEC61158現場匯流排國際標准子集有八種,分別為:

類型1 IEC技術報告(FFH1);
類型2 Control-NET(美國Rockwell公司支持);
類型3 Profibus(德國Siemens公司支持);
類型4 P-NET(丹麥Process Data公司支持);
類型5 FFHSE(原FFH2)高速乙太網(美國Fisher Rosemount公司支持);
類型6 Swift-Net(美國波音公司支持);
類型7 WorldFIP(法國Alsto公司支持);
類型8 Interbus(美國Phoenix Contact公司支持)。

除了IEC61158的8種現場匯流排外,IEC TC17B通過了三種匯流排標准:SDS(Smart Distributed System);ASI(Actuator Sensor Interface);Device NET。另外,ISO公布了ISO 11898 CAN標准。其中Device NET於2002年10月8日被中國批准為國家標准,並於2003年4月1日開始實施。

目前在各種現場匯流排的競爭中,以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術正成為現場匯流排發展中新的亮點。其關注的焦點主要集中在兩個方面:

(1) 能否出現全世界統一的現場匯流排標准;
(2) 現場匯流排系統能否全面取代現時風靡世界的DCS系統。

採用現場匯流排技術構造低成本的現場匯流排控制系統,促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化,符合工業控制系統的技術發展趨勢。國家在「九五」期間為了加快現場匯流排技術在我國的發展,重點放在智能化儀表和現場匯流排技術的開發和工程化上,補充和完善工藝設備、開發裝置和測試裝置,建立智能化儀表和開發自動化系統的生產基地,形成適度規模經濟。2000年,「九五」國家科技攻關計劃「新一代全分布式控制系統研究與開發」和「現場匯流排智能儀表研究開發」兩個項目相繼完成。這兩個項目以及先期完成的「現場匯流排控制系統的開發」項目,針對國際上已經出現的多種現場匯流排協議並存的局面,重點選擇了HART協議和FF協議現場匯流排技術攻關。

總之,計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統(DCS)後,將朝著現場匯流排控制系統(FCS)的方向發展。雖然以現場匯流排為基礎的FCS發展很快,但FCS發展還有很多工作要做,如統一標准、儀表智能化等。另外,傳統控制系統的維護和改造還需要DCS,因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程,同時DCS本身也在不斷的發展與完善。可以肯定的是,結合DCS、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業乙太網以及現場匯流排技術作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式,在工業現場得到了越來越多的應用,並將在控制領域中佔有更加重要的地位。

五、儀器儀表技術在向數字化、智能化、網路化、微型化方向發展

經過五十年的發展,我國儀器儀表工業已有相當基礎,初步形成了門類比較齊全的生產、科研、營銷體系。現有各類儀器儀表企業6000餘家,年銷售額約1000億元,成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產國。據海關統計,除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計,去年進口各類儀器儀表近60億美元,約占我國儀器儀表工業總產值的50%。但目前我國儀器儀錶行業產品大多屬於中低檔水平,隨著國際上數字化、智能化、網路化、微型化的產品逐漸成為主流,差距還將進一步加大。目前,我國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產品以及許多關鍵零部件,國外產品佔有我國市場60%以上的份額,而國產分析儀器佔全球市場不到千分之二的份額。

2001年3月,第九屆全國人大四次會議批準的「十五」計劃綱要首次提出「把發展數控機床,儀器儀表和基礎零部件放到重要位置,努力提高質量和技術水平」。2001年8月,國家計委把儀器儀表明確列為國民經濟重要技術裝備,國家經貿委制定並公布的儀器儀錶行業 「十五」規劃,確立了6項高技術產業化項目:

1. 基於現場匯流排技術的全開放分散控制系統及智能儀表;
2. 新型感測器;
3. 智能化工業控制部件與執行機構;
4. 環境與污染源監測儀器及自動監測系統;
5. 城市污水處理利用成套工藝設備中的儀表自動化控制系統;
6. 煉鋼轉爐煤氣凈化回轉成套裝置中的儀表自動化控制系統。

根據儀器儀錶行業的預測,「十五」期間我國儀器儀表市場大致是:2002年1628億,2003年1790億,2004年1969億,2005年2165億。五年間,平均年市場容量為1806億(相當於220億美元),其中工業自動化儀表和控制系統佔41%、科學測試儀器佔25%、醫療儀器佔17%、其它佔17%,平均年增長率將不會低於10%。

今後儀器儀表技術的主要發展趨勢:
* 儀器儀表向智能化方向發展,產生智能儀器儀表;
* 測控設備的PC化,虛擬儀器技術將迅速發展;
* 儀器儀表網路化,產生網路儀器與遠程測控系統。

幾點建議:
* 開發具有自主知識產權的產品,掌握核心技術。
* 加強儀器儀錶行業的系統集成能力。
* 進一步拓展儀器儀表的應用領域。

六、 數控技術向智能化、開放性、網路化、信息化發展

從1952年美國麻省理工學院研製出第一台試驗性數控系統,到現在已走過了51年的歷程。近10年來,隨著計算機技術的飛速發展,各種不同層次的開放式數控系統應運而生,發展很快。目前正朝著標准化開放體系結構的方向前進。就結構形式而言,當今世界上的數控系統大致可分為4種類型:

1. 傳統數控系統;
2. 「PC嵌入NC」結構的開放式數控系統;
3. 「NC嵌入PC」結構的開放式數控系統;
4. SOFT型開放式數控系統。

我國數控系統的開發與生產,通過「七五」引進、消化、吸收,「八五」攻關和「九五」產業化,取得了很大的進展,基本上掌握了關鍵技術,建立了數控開發、生產基地,培養了一批數控人才,初步形成了自己的數控產業,也帶動了機電控制與傳動控制技術的發展。同時,具有中國特色的經濟型數控系統經過這些年來的發展,產品的性能和可靠性有了較大的提高,逐漸被用戶認可。

國外數控系統技術發展的總體發展趨勢是:
* 新一代數控系統向PC化和開放式體系結構方向發展;
* 驅動裝置向交流、數字化方向發展;
* 增強通信功能,向網路化發展;
* 數控系統在控制性能上向智能化發展。

進入21世紀,人類社會將逐步進入知識經濟時代,知識將成為科技和生產發展的資本與動力,而機床工業,作為機器製造業、工業以至整個國民經濟發展的裝備部門,毫無疑問,其戰略性重要地位、受重視程度,也將更加鮮明突出。

近年來,我國數控機床一直保持兩位數增長。2001年,我國機床工業產值已進入世界第5名,機床消費額在世界排名上升到第3位,達47.39億美元,僅次於美國的53.67億美元。2002年產值達260億元,產量居世界第4。但與發達國家相比,我國機床數控化率還不高,目前生產產值數控化率還不到30%;消費值數控化率還不到50%,而發達國家大多在70%左右。由於國產數控機床不能滿足市場的需求,高檔次的數控機床及配套部件只能靠進口,使我國機床的進口額呈逐年上升態勢,2001年進口機床躍升至世界第2位,達24.06億美元,比上年增長27.3%。

智能化、開放性、網路化、信息化成為未來數控系統和數控機床發展的主要趨勢:
* 向高速、高效、高精度、高可靠性方向發展;
* 向模塊化、智能化、柔性化、網路化和集成化方向發展;
* 向PC-based化和開放性方向發展;
* 出現新一代數控加工工藝與裝備,機械加工向虛擬製造的方向發展。
* 信息技術(IT)與機床的結合,機電一體化先進機床將得到發展。
* 納米技術將形成新發展潮流,並將有新的突破。
* 節能環保機床將加速發展,佔領廣大市場。

七、 工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展

自從1977年第一個民用網系統ARCnet投入運行以來,有線區域網以其廣泛的適用性和技術價格方面的優勢,獲得了成功並得到了迅速發展。然而,在工業現場,一些工業環境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線區域網很難發揮作用,因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展,無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。

無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源,是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下,提供乙太網互聯功能。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。無線網通信協議通常採用IEEE802.3和802.11。802.3用於點對點方式,802.11用於一點對多點方式。無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現,以無線網卡使用最為普遍。無線區域網的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其它移動通信系統之間的關系等問題上。

在工業自動化領域,有成千上萬的感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網路,通常這些設備提供的通信介面是RS-232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE 802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。無線區域網技術能夠在工廠環境下,為各種智能現場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網路拓撲結構,在一些特殊環境下有效地彌補了有線網路的不足,進一步完善了工業控制網路的通信性能。

八、工業控制軟體正向先進控制方向發展

自20世紀80年代初期誕生至今,工業控制軟體已有20年的發展歷史。工業控制軟體作為一種應用軟體,是隨著PC機的興起而不斷發展的。工業控制軟體主要包括人機界面軟體(HMI),基於PC的控制軟體以及生產管理軟體等。目前,我國已開發出一批具有自主知識產權的實時監控軟體平台、先進控制軟體、過程優化控制軟體等成套應用軟體,工程化、產品化有了一定突破,打破了國外同類應用軟體的壟斷格局。通過在化工、石化、造紙等行業的數百個企業(裝置)中應用,促進了企業的技術改造,提高了生產過程式控制制水平和產品質量,為企業創造了明顯的經濟效益。2000年,「九五」國家科技攻關計劃項目「大型骨幹石化生產系統控制及計算機應用技術」通過了驗收。

作為工控軟體的一個重要組成部分,國內人機界面組態軟體研製方面近幾年取得了較大進展,軟體和硬體相結合,為企業測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上,工業控制軟體將從人機界面和基本策略組態向先進控制方向發展。

先進過程式控制制APC(Advanced Process Control)目前還沒有嚴格而統一的定義。一般將基於數學模型而又必須用計算機來實現的控制演算法,統稱為先進過程式控制制策略。如:
* 自適應控制;
* 預測控制;
* 魯棒控制;
* 智能控制(專家系統、模糊控制、神經網路)等。

由於先進控制和優化軟體可以創造巨大的經濟效益,因此這些軟體也身價倍增。國際上已經有幾十家公司,推出了上百種先進控制和優化軟體產品,在世界范圍內形成了一個強大的流程工業應用軟體產業。因此,開發我國具有自主知識產權的先進控制和優化軟體,打破外國產品的壟斷,替代進口,具有十分重要的意義。

在未來,工業控制軟體將繼續向標准化、網路化、智能化和開放性發展方向。

結束語

工業信息化是指在工業生產、管理、經營過程中,通過信息基礎設施,在集成平台上,實現信息的採集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在「十五」期間,國家用信息化帶動工業化的工作重點有三個方面:一是以電子信息技術應用為重點,提高傳統產業生產過程自動化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進製造技術應用為重點,推進製造業領域的優質高效生產,振興裝備製造業;三是改造提升重點產業的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、工藝和裝備水平。國家實施高技術產業化的主要目標有兩個:一是發展高技術,形成新興產業,培育新的增長點;二是利用先進技術改造和優化傳統產業,提高經濟增長的質量。

由於大力發展工業自動化是加快傳統產業改造提升、提高企業整體素質、提高國家整體國力、調整工業結構、迅速搞活大中型企業的有效途徑和手段,國家將繼續通過實施一系列工業過程自動化高技術產業化專項,用信息化帶動工業化,推動工業自動化技術的進一步發展,加強技術創新,實現產業化,解決國民經濟發展面臨的深層問題,進一步提高國民經濟整體素質和綜合國力,實現跨越式發展。

⑨ 區域網的設計與分析

在工業控制系統中,應用現場匯流排技術、乙太網技術等,可實現系統的網路化,提高系統的性能和開放性,但是這些控制網路一般都是基於有線的網路。有線網路高速穩定,滿足了大部分場合工業組網的需要。但是,有線網路只能沿著一維的線路傳輸數據,傳輸需要導體介質,因而帶來規劃布線、預設介面、線路檢測、線路擴容等一系列和傳輸途徑有關的工作,並且這些工作不可避免地具有破壞建築、浪費介面、檢修困難、擴展困難的弊病。在現代控制網路中,許多自動化設備要求具有更高的靈活性和可移動性,當工業設備處在不能布線的環境中或者是裝載在車輛等運動機械的情況下,是難以使用有線網路的。與此相對應,無線網路向三維空間傳送數據,中間無需傳輸介質,只要在組網區域安裝接入點(Access Point)設備,就可以建立區域網;移動終端只要安裝了無線網卡就可以在接收范圍內自由接入網路。總之,在網路建設的靈活性、便捷性、擴展性方面,無線網路有獨特的優勢,因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展,無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。

一、無線區域網簡介

一般來說,凡是採用無線傳輸媒體的區域網都可稱為無線區域網。這里的無線媒體可以是無線電波、紅外線或激光。無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源,是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下,提供網路互聯功能。

1.無線協議簡介

無線區域網絡協議標准建立至今已有較長時間,但由於無線區域網速度低、協議標准不統一、價格昂貴,用戶為保護投資,不願意使用無線網路,因此無線區域網並沒有得到廣泛應用。近幾年來,隨著速率較高的無線通訊協議開始推出,無線區域網得到快速發展。

IEEE802.11是IEEE802標准委員會在1997年通過的第一個無線區域網的國際標准。1999年9月,該委員會又頒布了IEEE802.11b標准,包含了ISO/OSI模型的物理層和媒體訪問控制層(MAC)。該標准工作在2.4 GHz,傳輸速率可達11 Mbps。 IEEE802.11b標准將節點設備分為基站和客戶站,各客戶站相互間可直接通信,也可在基站的統一管理下進行通信。一個基站與一組客戶站的連接稱為基本服務集BSS(Basic Service Set),兩個或多個BSS構成擴展服務集。IEEE802.11b標准規定了物理層的三種實現方法,即跳頻擴展頻譜方式FHSS、直接序列擴展頻譜方式DSSS和紅外技術IR。在MAC層採用CSMA/CA(載波偵聽多路訪問/碰撞避免)技術進行通信介質訪問。為了盡量減少沖突。802.11b設計了獨特的MAC子層,如圖1所示。下面的一層叫做分布協調功能DCF(Distributed Coordination Function)子層,該子層使各個節點採用競爭的方式使用信道,向上提供爭用服務。這種信道接入方式可能會導致沖突的發生,但是對信道的利用率較高。上面的一層叫做點協調功能PCF(Point Coordination Function)

圖1 IEEE802.11的MAC子層

子層,該子層使用集中控制的接入演算法,基站以輪詢的方式將通信權輪流交給各個客戶站,從而避免了沖突的發生。但是基站需要周期性的輪詢所有客戶站,需要佔用大量的時間,因此適用於中、小型網路。無線區域網的技術還在不斷發展。美國Radia-ta和Atheros公司分別宣布將推出IEEE802.11a晶元組。802.11a的數據傳輸速率為54 Mbps。Atheros公司宣稱,他們的晶元組在「Turbomode」(強化模式)下,速率可以達到72 Mbps。對802.11a來說,不僅僅是傳輸速率的提高,它將工作在5 GHz的頻率上,從而避開了擁擠的2.4 GHz頻段。2001年11月15日,IEEE試驗性地批准了一種新技術802.11g,該技術可以提升家庭、公司和公共場所的無線互聯網接入速度,該技術使無線網路每秒傳輸速度也可達54 Mbps,比現在通用的802.11b要快5倍,並且和802.11b兼容。以上介紹的技術標准可通過下表1進行對比。

表1 技術標准、頻率分配及傳輸速率

技術標准
制定年份
頻率佔用
最高速率
調制技術

802.11
1997
2.4GHz
2Mbps
FHSS

802.11b
1999
2.4GHz
11Mbps
DSSS

802.11a
1999
5GHz
54Mbps
OFDM

802.11g
2000
2.4GHz
54Mbps
DSSS

說明:

1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM(工業、科學、醫療)公共頻段,無需向無委申請;而802.11a工作在5GHz頻段,該頻段目前暫不開放,需要申請。

2.802.11a和802.11g物理層速率最高都可達54Mbps,傳輸層速率最高也可達25Mbps,但穩定性有待進一步改善,且成本也較高。而802.11b最高速率可達11Mbps,因為起步較早,技術較為成熟,成本也不高,將是未來最有前途的無線區域網標准,下面重點介紹802.11b標准。

二、IEEE 802.11b無線網路標准

1. 無線區域網的物理層

無線區域網同傳統有線區域網的區別,表現在物理層上就是無線區域網一般用無線電作為傳輸介質,而不是傳統的電纜。對於IEEE 802.11b無線區域網,有三種可選物理層:跳頻擴頻(FHSS)物理層、直接序列擴頻(DSSS)物理層和紅外線(IR)物理層。物理層的選擇取決於實際應用的要求。跳頻擴頻和直接序列擴頻是通信技術中兩種常用的擴展頻譜技術,用以提高無線信道的利用率和數據通信的安全性。目前大多數基於IEEE 802.11b的無線區域網產品的物理層介質工作在2.4000~2.4835GHz的無線射頻頻段(ISM頻段),採用直接序列擴展頻譜技術以提供高達11Mbps的數據傳輸速率。

2. 無線區域網的MAC協議

原則上講,無線區域網的MAC協議和有線區域網的MAC協議並無本質上的區別。然而,由於無線傳輸媒體固有的特性以及移動性的影響,無線區域網的MAC協議不能沿用原有的區域網協議。例如,IEEE 802.3的MAC層採用CSMA/CD來使各個不同的站點共享同一物理信道。而實現CSMA/CD的一個重要前提是,各站點能夠非常容易地實現沖突檢測功能。在有線區域網(如乙太網)的情況下,可根據檢測電纜線上直流分量的變化容易地實現沖突檢測。然而在使用無線傳輸媒體時,由於以下的原因,很難實現沖突檢測。

1) 沖突檢測的能力要求各站能同時發送(發送自己的信號)和接收(決定其他站的傳輸是否干擾自己的傳輸),這將增加信道的花費。

2) 更重要的是,由於隱藏終端問題的存在,即使一個站有沖突檢測的能力,並已經在發送時檢測到沖突,在接收端仍然會有沖突發生。

鑒於以上原因,無線區域網協議標准IEEE 802.11b採用了一種具有沖突避免的載波監聽多路訪問(CSMA/CA)協議實現無線信道的共享。

一種簡單的CSMA/CA可實現如下:在數據包傳輸之前,無線設備將先進行監聽,看是否有其他無線設備正在傳輸。若傳輸正在進行,該設備將等待一段隨機決定的時間,然後再監聽,若沒有其他設備正在使用介質,該設備開始傳輸數據;因為很有可能在一個設備傳輸數據的同時,另一個設備也開始傳輸數據,為了避免此類沖突造成的數據丟失,接收設備檢測所收到的分組的CRC,如果正確,則向發送設備傳輸一個確認信息(acknowledgement)以指示沒有沖突發生。否則,發送設備將重復上述CSMA/CA過程。

為了使兩個無線設備同時進行傳輸(這將導致沖突)的可能性減到最小,802.11設計者使用稱為發送請求/清除以發送(RTS/CTS)的機制。例如:若數據到達無線節點指定的無線訪問點(AP),該AP將給那個無線節點發送一個RTS幀,請求一定量的時間向它傳輸數據,無線節點將用CTS幀進行回應,表示它將阻止任何其他的通信,直到AP發送完數據為止。其他無線節點也能聽到正在發生的數據傳輸,並把它們的傳輸延遲到那段時間之後。在這種方式下,數據在節點之間進行傳遞時,由設備導致的在介質上產生沖突的可能性最小。這種傳輸機制同時解決了無線區域網中的隱藏終端問題。

為了確保數據在傳輸中不丟失,CSMA/CA還引入了確認(ACK)機制,接收者在收到數據後,向發送單元發一個確認通知ACK。若發送者沒有收到ACK,表明數據丟失,將再次傳輸該數據。

3. 無線區域網實時性性能分析

IEEE 802.11b無線區域網標准在媒體訪問控制層採用CSMA/CA協議以實現無線信道的共享。在網路負荷較輕的情況下,發生沖突的機會很少,再加上一些無線網路產品採取了一些附加的措施,甚至可以完全避免沖突的發生。如Wi-LAN的無線產品AWE 120-24無線網路橋接器利用動態時間分配輪詢的方式:當有多個無線遠端設備要與基站通信時,基站會根據遠端站的ID依次詢問各個遠端站是否有數據要發送,如果有數據要發送,就給其分配時間片,如果沒有,則會繼續向下詢問,周而復始。這里的所謂動態輪詢是指用戶可以設置基站的輪詢方式,對於非活動站減少對其詢問的次數,這樣可以保證時間片不會被浪費。動態時間分配輪詢技術完全避免了沖突的發生,可以獲得比CSMA/CA更好的實時性。這使得無線技術在工業控制網路中的應用成為可能。

三、基於無線技術的網路化智能感測器介紹

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種智能感測器集成了數據採集、數據處理和無線網路介面模塊,無線網路介面模塊底層網路介面(硬體介面)採用基於IEEE 802.11b的網路介面晶元,高層網路介面(軟體介面)採用TCP/IP協議,把TCP/IP協議作為一種嵌入式應用,即把TCP/IP協議固化到智能感測器的ROM中,使得現場數據的收發都以TCP/IP協議進行。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。

無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。

在工業自動化領域,有成千上萬的感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網路,通常這些設備提供的通信介面是RS- 232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

四、無線區域網在工業控制網路中的應用

工業控制系統的網路化為無線技術在工業控制系統中的應用提供了基礎和可能。近幾年很多研究人員也展開了這方面的研究工作。中國科學院沈陽自動化所的曾鵬等人以FF(現場匯流排基金會)頒布的FFHSE(高速乙太網)為藍本,結合無線乙太網標准IEEE802.11b,構造了現場級無線通信協議棧。該協議棧保持了基金會現場匯流排的通信模型,能夠完成無線設備間的時間同步和實時通信。韓國釜山國立大學的Kyung Chang Lee等人設計了協議轉換模型,實現了Profibus-DP網路和IEEE802.11無線區域網的互連。Mario Alves等人對基於廣播方式的現場匯流排/無線網路的混合網路報文傳送延遲時間進行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus現場匯流排與基於IEEE802.11b的DSSS物理層相結合的性能。

除了在理論上的研究工作外,在一些工業控制網路中,無線通信技術已獲得了應用。如美國羅克威爾公司在基於DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三層控制網路體系中,加入了無線乙太網部分,可以實現無線通信。德國西門子公司在基於Profibus-DP、Profinet的控制網路中結合無線乙太網技術,使控制網路具有了無線通信功能。由於無線網路無可比擬的優越性,它可以免去大量的線路連接,節省系統的構建費用和維護成本,還可以滿足一些特殊場合的需要,與此同時,大大增強了系統構成的靈活性。加之無線通信技術自身的不斷改進,無線通信技術在工業控制領域中必將具有廣闊的發展空間和應用前景。

五、無線技術在工控網路中的應用方案及使用設備

1.無線工業控制的方法

通過使用基於無線技術的網路化智能感測器,結合目前市場上出現的各種基於IEEE 802.11b的無線區域網網橋,就可以實現無線區域網技術在工業控制網路中的一種應用方案。無線區域網網橋用作無線訪問點(AP),基於無線技術的網路化智能感測器採集現場數據、處理,並以TCP/IP協議對數據進行打包,通過無線鏈路發送到AP,由於無線鏈路和有線乙太網高層均採用TCP/IP協議,且低層協議對高層協議是透明的,就實現了無線網路和有線網路的無縫連接。通過Internet,就可以實現遠程監控。

2.無線設備的選擇

要實現無線網路,需要選擇的設備一般為兩種。一種為無線區域網網橋,可將多個無線站點連入已有的區域網之中;另一種為無線通訊裝置,例如無線網卡、無線Modem等。下面介紹一下研華公司的無線裝置。

A.WLAN-9200系列11Mbps工業無線區域網接入器

WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下,將多個遠程站連接到區域網中。

特點:

·支持IEEE 802.1lb標准2.4GHz ISM頻段

·支持高級用戶驗證,提供堅固的安全性WEP128,MAC地址控制

·帶符合IP 66/NEMA 4x標準的防水銹外殼,保護系統不被損壞

·提供冷卻風扇和加熱器,防止系統過熱和過冷

·提供按鈕和LED顯示,可方便的設置溫度

·採用IP66防水介面,保護電源、LAN和無線介面

·提供各種天線,用於增大傳輸距離

WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下,將多個遠程站連接到區域網中。這樣就節省了大量維護及組建相應電纜網路的成本。WLAN-9200帶有一個堅固的外殼,可以防止水、酸、閃電、低溫及高溫對系統的破壞。由於這些特點,WLAN-9200工作極為穩定和可靠,是室外應用的理想選擇。因此,WLAN-9200非常適合在布線困難的惡劣場所使用,如水庫和建築物。WLAN-9200與IEEE 802.1lb標准兼容,具有各種強大功能。在提供高度安全保護(WEP:128位),DHCP客戶、SNMP代理等的同時,能夠提供11Mbps的高傳輸速度。此外,為了滿足室外惡劣環境下的使用要求,WLAN-9200還提供了先進的系統保護功能:發光保護、冷卻風扇、加熱器、防水介面、工業設備箱、電源/LAN同軸電纜等。

成本低,安裝簡便

WLAN-9200可以將不同的分布式站點連接在一起,組成一個更寬范圍的無線網路。它能夠節省到遠程地點的布線成本。WLAN-9200採用了專門的設計,用戶可以方便快捷的將其裝上或拆下。此外,WLAN-9200還提供了按鈕和LED顯示,用於顯示和設置高/低溫度。用戶可以使用它快速組建自己的無線網路。為了能夠在更遠的范圍內使用,WLAN-9200還提供了各種天線,用於延長傳輸距離。

可靠穩定的堅固設計

WLAN-9200採用了先進的設計,帶有一個不生銹的防水外殼,能夠對系統起到有效的保護。它符合IP 66/NEMA 4x標准,具有耐腐蝕、防紫外線、安全和自動滅火的特點。為了防止WLAN-9200內部過熱或過冷,研華還在它的內部設計了一個冷卻風扇和一個加熱器,用戶可以設置高/低溫度設置。當工作溫度高於或低於用戶指定的溫度時,冷卻風扇或加熱器就會開始工作。此外,WLAN-9200還提供了防水介面和防閃電保護,可以對電源,區域網和天線介面起到保護的作用。

遠程站點之間的快速數據傳輸

WLAN-9200與高速無線區域網標准IEEE 802.1 lb完全兼容,它提供11Mbps(在空氣中)的速度,可以進行更快的數據傳輸。WLAN-9200在2.4GHz ISM頻段採用了DSSS技術,不會被雜訊所干擾,使數據的傳輸更加安全和可靠。

保持通信的私有性

WLAN-9200採用了多種安全功能對您的無線網路進行保護(WEP128加密,MAC地址控制及口令安全)。通過採用先進的WEP128加密,您可以選擇WEP密匙來保護您的數據,防止未授權的無線用戶查看這些數據,只有接入點和無線適配器的可接入性,多種安全機制協同工作,能夠有效防止對有線及無線網路的未授權訪問。

B.ADAM-4550系列2.4GHz無線數據機(RS-232/485介面)

ADAM-4550是一款直序擴頻無線數據機。它工作在2.4GHz的ISM波段上,該波段在全球都可以無需申請即可使用。通過RS-232或RS-485串口,ADAM- 4550可以以高達115.2Kbps的速度與計算機或其它設備進行通信。

ADAM-4550以半雙工的方式工作,並以1Mbps的速率進行無線數據傳輸。它具有100mW的輸出功率,並且如果使用自帶的小型天線,它的傳輸距離可達150米,如果使用研華的高增益室外天線,其傳輸距離可以超過20公里(視距)。

RS-485標准支持半雙工通信。這意味著使用一對雙絞線即可進行數據的發送和接收。通常由握手信號RTS(請求發送)來控制數據流的方向。但在ADAM-4550中帶有一個專門的I/O電路,它可以用來偵測數據流向,在不需要握手信號的情況下自動切換傳輸方向。

ADAM-4550無線數據機提供了可靠的「點到點」或「點到多點」的網路無線連接。一個典型應用是將一個ADAM-4550模塊通過RS-232與主計算機相連,將其它ADAM-4550模塊放置在遠程現場。每個ADAM-4550模塊都可以通過RS- 4550網路與遠程設備相連接。遠程ADAM-4550模塊將遠程數據傳送到主ADAM- 4550模塊,而主ADAM-4550模塊會通過無線傳輸向遠程ADAM-4550模塊發送控制命令。

規格

·RS-232/RS-485傳輸速率(bps):1200,2400,4800,9600,19.2K,38.4K,57.6K,115.2K

·RS-232介面接頭:孔型DB-9

·RS-485介面接頭:插入式螺絲端子 支持AWG1-#12或2-#14-#22(0.5到2.5mm2線徑)電纜

·無線傳輸速率:1Mbps

·無線傳輸頻率:2.45GHz(標稱值)

·無線傳輸功率:100mW(標稱值)

·無線調制:直序擴頻PSK

·無線收發器地址:可軟體配置為254個不同的地址

·通信距離:550英尺有效距離(在開闊地使用2dBi全向天線的情況下),實際距離取決於環境條件、天線類型及位置

·工作溫度:-10º到70℃(14º到158℉)

·電源要求:+10~+30VDC

·功耗:4W

·尺寸:60mm×120mm(2.36」×4.41」)

特點

·可軟體配置RS-232或RS-485,數據傳輸速率可達115.2Kbps

·在有外部天線及放大器的情況下,傳輸半徑可超過20公里

·內置看門狗定時器及自動RS-485數據流控制

·擴頻無線調制

·工作在全球通用、無需申請的波段(2.4GHz)

·模塊間的1Mbps無線數據傳輸速率

·可軟體配置無線收發器地址

·方便的DIN導軌、面板或堆疊安裝

·帶有存儲通信設置的EEPROM

·支持點到點或點到多點的應用

·透明的IEEE802.1協議及用於確保數據完整性的10K緩存

·用於故障診斷的電源及數據流指示燈

·帶無線連接測試的診斷軟體

·符合FCC Part15及ETSI 3000.683/300.328標准

六、結論

通過無線區域網對工業設備進行控制簡單易行,但是成本稍高。目前,絕大多數無線控制如前所述採用的是IEEE802.11系列協議,它與我們大多區域網所採用的乙太網可以無縫連接,所以,對於用戶層測控程序沒有任何影響,只需對原有方案的物理層設備作簡單的配置即可。例如選用上述的研華的無線產品替代原有的有線通訊裝置,其它硬體及軟體配置均不受影響。

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