-
-
手机阅读
专家们早就预言“兆趋势”会出现，然而尽管已有了许多成功的应用例子，还是很少有迹象表明，无线通讯在工艺自动化工程方面会有大的突破。
Sabine Mühlenkamp
无线通讯可以解决很多工程问题。可以减少安装在大型化工厂内众多而复杂、昂贵的电缆的数量，而且可以使操作人员在检修设备时与控制站保持联系。还可以将检测设备纳入自动化系统中，而这些检测设备到目前为止还未归在控制范围内（如位于山区的泵站等）。尽管无线技术早就已经存在，而且近年来在私人通讯方面用得很多，然而在工业领域，对产品、供应商和应用来讲，移动无线通讯的市场却仍旧是零零碎碎的，结构欠佳。尽管如此，Frost & Sullivan管理咨询公司却预计：无线技术在工业生产方面的销售量在2003~2006年之间将增加4倍。2002年市场占有额为1亿1千7百万美元。
中试阶段已经结束
Frost & Sullivan公司认为无线技术的工业用户发展速度较慢，主要有两个原因。人们还不太相信该技术是可靠安全的，而且也缺乏相应的标准。尽管如此，无线技术的应用早就已超出了中试阶段。德国的一家纸印刷厂使用无线技术将位于峡谷的水处理厂和水库的数据通过工厂传至控制站，他们这样做已有五年了。他们所用的Dataegle DE 200MPE系统是由Schildknecht公司提供的。无线调制解调器安装在保护等级为IP67的不受气候影响的盒子内，设计操作温度范围为25℃。在Dizingen的水处理厂安装了四条Profibus无线连接线。中心S5与安装在刮板桥上的西门子S595US系统进行通讯，西门子S595US系统具有Profibus接口。第四条无线连接线安装在废水处理单元，使纵向闸板与控制站相连。
下面一个例子更增强了说服力。它已超出了单纯的数据传递，可以直接进入工艺控制系统的用户界面。Mobil-IS系统，是以WLAM为基础的信息平台，由R?sberg公司提供，最近在德国Rheinfelden的Degussa公司投入使用，用于监测、控制和维修。操作维修人员可以直接进入工艺控制站的用户界面以及查看系统文件。该系统减少了在现场安装、维修设施以及其它设备所花费的人力物力，也可大大缩短到现场工作、排除故障所花费的时间，该系统还为用户提供在线查阅设备、控制系统文件以及其它分析工具的功能。
在比利时安特卫普港口的BASF公司，有两台用于装卸货物的遥控吊车通过无线连接的方式与地面控制站相连。在无线设备引入之前，电力通过内部装有光纤线芯的电缆送至吊车，光纤线芯也可将控制数据从吊车传送至控制站。电缆反反复复地卷起、伸展，使电缆承受很大的应力，也会导致光纤的损坏。当这样的情形发生时，吊车必须停止工作达几天之久，重新更换电缆。按照安特卫普BASF的自动化工程师Frank De Coninck的说法，若是无线通讯设备坏了，在吊车工作的同时就可以安装更换，无需换电缆。位于安特卫普的BASF工厂已经使用无线连接与8英里以外的合作伙伴联系。基于这个项目和吊车项目，安特卫普BASF计划新上更多的无线连接。几年前欧洲的一个由西门子承建的项目Ifak e.V.，现在运行得很好。位于Asproopyrgos 的希腊炼油厂LPC Hellas S.A.新上的无线R Fieldbus系统也正在进行仔细验收。该装置有一套氢气生产单元和丙烷单元以处理炼油厂副产物。在这两个生产单元中可实现重要参数的实时监测，包括在线粘度计的数据通过无线通讯传至工艺数据分析站。既然有了这么多成功例子，为什么无线通讯在工艺工程领域还未得到广泛的认可呢？原因有好几个：Ifake e.V.公司的Lutx Rauchhaupt认为无线通讯设备的厂家至今尚未发现工业市场的潜力；无线通讯的工业用户不如私人通讯的用户多。但在另一方面，工业用户更加稳定，不象私人通讯市场具有较高的风险。在过去三年中，自动化工程的发展焦点已有了很大变化。许多自动化工程师将注意力集中在fieldbus级发展以太网。
详细分析
在究竟使用哪个网的问题上，通常还需仔细选择。除了IEEE80211及其子网，还有蓝牙 GPRS、DECT、UMTS等等。个人移动设备的用户要求数据传递速度快，而对工艺数据的监测，较慢的数据传递速率也完全能满足要求。Thomas Schildknecht公司的首席执行官Thomas Schildknecht指出对于特定的场合必须找出最合适的无线网络。目前无专利限制的ISM（工业、科学、医药）波段被使用得最多。然而使用时要保证方便顺利则要有更多投资（对于硬件，可选择的余地很大）。用户群太大会降低网络的性能，有时候这意味着无法保证通讯质量。在使用专用网方面，人们已做了很多尝试，但那需要安装新的硬件。在不久的将来，硬件会变得更加灵活，设备将能够处理更多的通讯模式。而且，费用这个因素也不如几年前重要了。若使用UMTS或TPRS网，则要付使用费，而蓝牙网和无线LAN的用户则只需花初装费。然而，最终选择必须根据实际情况来定。Rauchhaupt解释说，如果应用场合合适，运行费用高一点也没关系。范围、覆盖率和可靠性是自动化应用方面非常重要的标准。在安装之前，很重要的一点是，要分析数据的传递速率、结构，可能出现的干扰源、范围以及与现有数据结构如何连接等问题。分析内容应包括自动化设备、控制器类型、实时要求、无线电波段、母线系统和布局等。还有一点要牢记在心：无线通讯只是许多种可用技术中的一种。虽然在各种应用场合，它可提供高度移动性和灵活性，但无线技术并不是在任何价格下都适用的方式。必须要做总体考虑，下面列出一些无线通讯理想的应用场合。
■ 移动操作和监测手提或移动控制盘。监测设施的数量取决于用户的多少而不是控制站。
■移动安装和试车
先将确定的独立的系统单元开起车。如果这些单元设计成需要互相通讯，则安装无线架。这比安装电缆要快得多。这些无线连接线以后均可用电缆替代。这种技术通常值得一试，因为它们可以让你更快地开始生产。
■ 移动服务和诊断
■ 需要与机器的旋转、移动部件相连
■ 替代滑动接点
关注投资
为工业应用提供无线技术的几家公司目前的竞争压力非常小。只有很少几家公司可提供特殊产品，能完全具备优异的耐温性，结实、紧凑、安装简便、与现有母线网络相容等特性，这些特性是工业应用场合用户最需要的。尽管如此，近期有很多家自动设备生产厂商进入了这个市场。西门子A&D是其中的一个例子。西门子正在推出一种被称作为Scalance的新型IWLAN产品。这个系列产品一开始就是专门为工业应用而设计的。这种产品的特点包括复杂的存取控制机构，可靠的数据传递、无线通讯范围广，可提供稳定的无线连接，对于控制柜以外的部件，如果不带风扇，则被放在结实的保护级别为IP65的盒子内，操作温度范围在-20℃~+60℃之间，即使在有冷凝水的场合也不会有有问题。两个无线连接部件之间的典型距离室内为30m，室外为100m，这取决于所在区域的干扰源的情况（干扰源通常是由于金属物体表面反射而引起的）。
合作伙伴关系也在形成，例如ABB和Connect Blue之间就建立了合作关系。一种蓝牙网启动器将很快被提供给ABB的单元和世界各地的用户。这个行动是基于在Oslo的ABB 800C控制系统中成功地使用了网启动器。这个城市已经将无线技术用于控制179个水泵站的运行和维修中。