http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-21 19:32:29 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
最近幾年,工業自動化技術領域出現了一個很明顯的趨勢,即傳統自動化技術與IT技術加速了融合的過程,IT技術也正在快速地進入工業自動化係統的各個層麵。上海工業自動化儀表研究院教授級高工繆學勤對此評價道:“目前,IT技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)快(kuai)速(su)滲(shen)入(ru)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)。但(dan)在(zai)之(zhi)前(qian)的(de)幾(ji)年(nian),我(wo)們(men)過(guo)多(duo)地(di)強(qiang)調(tiao)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)要(yao)求(qiu)的(de)特(te)殊(shu)性(xing),而(er)忽(hu)視(shi)了(le)兩(liang)者(zhe)的(de)關(guan)係(xi),導(dao)致(zhi)兩(liang)者(zhe)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)結(jie)合(he),製(zhi)約(yue)了(le)IT信息技術在工業自動化領域的同步發展。”
過程製造業中的無線網絡可能會與用戶IT的技術範圍關聯性較強,因此,如何將兩者有機結合這一問題顯得至關重要。但目前的現狀是,IT部門對於無線技術在工廠環境下的工作機製並不熟悉。那麼,如何將IT部門中頗有價值的經驗和相關資源運用到無線網絡的設計與啟動中,十分值得探討與研究。
從表麵看,過程自動化與辦公自動化網絡之間,似乎不存在任何交集。因此,過程自動化係統一般都獨立於信息技術部門,同時IT方麵的相關政策也不影響工廠的運營。
但是,2010年7月19日,德國西門子公司證實,其廣泛應用的工業控製係統受到了黑客製造的惡意代碼攻擊。這個名為Stuxnet的惡意代碼利用了微軟最新曝出的“Microsoft Windows快捷方式自動執行漏洞”這一高危漏洞,並借助U盤進行傳播,目標是入侵西門子的Simatic WinCC和PCS 7數據采集與SCADA係統,竊取工業設計和控製文件。這個事件的發生,也為工業網絡安全敲響了警鍾。
這一事件的發生也解釋了無線技術在監測領域得到推廣,而在控製與安全領域存在諸多限製的原因。繆學勤介紹,目前,無線Hart變送器普遍用於現場層,正處於推廣應用階段,推進速度相對較快;而執行器在安全性與可靠性方麵存在許多尚未解決的問題,因此其應用還十分有限。據了解,在工業自動化企業,IT部(bu)門(men)的(de)職(zhi)責(ze)大(da)概(gai)包(bao)括(kuo)確(que)保(bao)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)與(yu)相(xiang)關(guan)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)安(an)全(quan)等(deng)方(fang)麵(mian),同(tong)時(shi)他(ta)們(men)也(ye)會(hui)關(guan)注(zhu)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)項(xiang)目(mu)後(hou)續(xu)的(de)維(wei)護(hu)與(yu)支(zhi)持(chi)工(gong)作(zuo),以(yi)此(ci)來(lai)判(pan)斷(duan)是(shi)否(fou)會(hui)對(dui)他(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)內(nei)容(rong)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci),繆(mou)學(xue)勤(qin)建(jian)議(yi)說(shuo):“要盡早與企業中IT部門的工程師進行密切溝通與合作,這對於現場和工廠無線網絡的有效實施大有裨益。”
在工業領域,無線網絡的安全性是否要比有線網絡差?其實,並不盡然。事實上,有線網絡和無線網絡都容易受到攻擊,一個設計合理、製作精良、安裝正確、運行正常的無線網絡實際上要比一般的有線網絡更為安全、kekao。muqiangongyeyongdejuedabufenwuxianjiejuefangan,wanquanbutongyuyiwangdebangonghezidonghuawangluo。zhongguoyiqiyibiaoxuehuimingyulishixiadehaijieshao,zhexieyingyonglingyudewuxianjiejuefanganzaishejishidoujianganquanxingfangzaishouwei,tishenganquanxingdecuoshidazhibaokuojiamijishu、鑒定和驗證、miyaoguanlihekangganraoshejidengdeng,zhexiedoukefangzhirenheweijingshouquanerjinxingdewangluoshujufangwen。qishizaiyiwangdeyouxianwangluozhong,zhexieanquangongnengwangwangbeihulvediao,danchundiyilaiyujixiegelibingbunengshianquanshuipingtigao。suoyi,zhengrumouxueqinjianyidenayang,zhiyaoIT部門與無線設備製造商通力合作,在具體的應用項目中才能夠設計出最適用的安全技術。
IT領域的黑客行為往往出於經濟目的,但工業網絡中信息侵入的目的就顯得更為複雜與危險。因此,工業網絡安全理應受到更多的關注。IT領域先進的安全理念,也應該更多地在無線網絡中得以應用與發展。
解讀無線技術發展走向如何提高電池壽命?
隨著無線技術的推廣應用與技術本身逐漸成熟,無線產品的成本已經在逐步走低。據繆學勤介紹,低功耗芯片的製造、電dian池chi的de可ke再zai生sheng能neng源yuan開kai發fa以yi及ji供gong電dian方fang式shi都dou在zai改gai善shan之zhi中zhong。為wei了le增zeng強qiang電dian池chi壽shou命ming,各ge大da公gong司si也ye紛fen紛fen采cai取qu了le措cuo施shi,如ru艾ai默mo生sheng將jiang無wu線xian變bian送song器qi的de電dian子zi元yuan件jian和he發fa射she元yuan件jian進jin行xing了le低di功gong耗hao改gai造zao,相xiang比bi原yuan來lai傳chuan統tong的de有you線xian變bian送song器qi,耗hao電dian量liang大da大da降jiang。同tong時shi,在zai網wang關guan的de統tong一yi管guan理li下xia,自zi組zu織zhi網wang絡luo中zhong的de節jie點dian,也ye就jiu是shi現xian場chang無wu線xian變bian送song器qi,隻zhi有you收shou發fa信xin息xi時shi才cai會hui耗hao電dian,其qi他ta情qing況kuang均jun保bao持chi休xiu眠mian狀zhuang態tai,幾ji乎hu沒mei有you電dian能neng消xiao耗hao,這zhe也ye大da大da增zeng強qiang了le電dian池chi的de壽shou命ming。
物聯網深化無線技術發展
目(mu)前(qian),物(wu)聯(lian)網(wang)行(xing)業(ye)的(de)火(huo)熱(re)也(ye)在(zai)一(yi)方(fang)麵(mian)助(zhu)推(tui)了(le)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),拓(tuo)寬(kuan)了(le)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。據(ju)夏(xia)德(de)海(hai)介(jie)紹(shao),物(wu)聯(lian)網(wang)為(wei)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。在(zai)感(gan)知(zhi)層(ceng),無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)的(de)比(bi)較(jiao)多(duo);網絡層中,有線技術應用較為普遍,無線技術也逐漸加入其中。同時,無線傳輸技術非常豐富,其中許多方式具有價格低廉、功耗低等特點,在一些行業中能被大規模應用,如GPRS。另外,Wi-Fi憑借組網結構簡單、建設方便快捷等特點,得到了人們的關注。隨著物聯網的發展,Wi-Fi作為目前應用最廣泛的無線通信技術之一,將會發揮重要作用。基於Wi-Fi無線技術,構建無線傳輸網與傳感網相結合的融合應用,將成為物聯網產業鏈中非常重要的組成部分。
應用領域更為廣闊
suizheyuelaiyueduodegongsijiarudaowuxianchanpinyingyongxingliezhonglai,gedagongsikaishizhuanmendingzhigongchanghuanjingxiajiangunaiyongdewuxianchanpin。zhexiegongsitongguoxuanyongzhengquedejichusheshihewuxianjishu,tigaoqigongyewangluodexingneng。wuxianchanpinjiagexiajiang,yecujinlegongsijiangxianyoudeyouxianwangluozhuanhuaweiwuxianwangluo,huojiangliangzhetongshipeiheshiyong。
繆學勤舉例說:“一yi個ge汙wu水shui處chu理li廠chang從cong離li中zhong控kong室shi幾ji百bai米mi的de地di方fang汲ji水shui,用yong無wu線xian網wang絡luo能neng節jie省sheng大da量liang的de費fei用yong。狀zhuang況kuang監jian視shi應ying用yong無wu線xian網wang絡luo同tong樣yang能neng減jian少shao部bu件jian費fei用yong,例li如ru用yong於yu監jian視shi旋xuan轉zhuan功gong能neng的de集ji電dian環huan在zai無wu線xian條tiao件jian下xia就jiu無wu須xu購gou買mai,可ke以yi用yong一yi個ge無wu線xian傳chuan感gan器qi代dai替ti。”這zhe樣yang,通tong過guo無wu線xian網wang絡luo就jiu可ke以yi對dui汙wu水shui處chu理li設she備bei的de運yun行xing狀zhuang態tai進jin行xing同tong步bu監jian測ce和he控kong製zhi。當dang監jian控kong中zhong心xin出chu現xian現xian場chang汙wu水shui處chu理li報bao警jing時shi,報bao警jing內nei容rong和he報bao警jing地di點dian將jiang以yi中zhong文wen短duan信xin方fang式shi發fa送song到dao管guan理li人ren員yuan的de手shou機ji上shang。因yin此ci,許xu多duo用yong戶hu已yi經jing將jiang無wu線xian技ji術shu看kan做zuo是shi下xia一yi個ge技ji術shu騰teng飛fei的de基ji礎chu,因yin為wei這zhe一yi方fang麵mian提ti升sheng了le工gong廠chang效xiao能neng,另ling一yi方fang麵mian也ye提ti高gao了le用yong戶hu使shi用yong的de便bian利li性xing。
觀察:無線工廠的新進展
喬燦
無wu線xian工gong廠chang解jie決jue方fang案an的de進jin展zhan速su度du是shi怎zen樣yang的de?這zhe並bing不bu是shi一yi個ge容rong易yi回hui答da的de問wen題ti。盡jin管guan當dang技ji術shu的de發fa展zhan速su度du與yu應ying用yong的de推tui廣guang速su度du並bing不bu完wan全quan匹pi配pei時shi,實shi際ji的de潛qian在zai用yong戶hu似si乎hu更geng關guan注zhu後hou者zhe,同tong時shi也ye關guan注zhu有you可ke能neng對dui未wei來lai決jue策ce產chan生sheng影ying響xiang的de示shi範fan性xing實shi例li。
的(de)確(que),相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia),既(ji)有(you)的(de)成(cheng)功(gong)案(an)例(li)對(dui)工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)的(de)說(shuo)服(fu)力(li)極(ji)為(wei)可(ke)觀(guan),越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)無(wu)線(xian)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)也(ye)正(zheng)在(zai)敲(qiao)響(xiang)用(yong)戶(hu)的(de)大(da)門(men),但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)技(ji)術(shu)的(de)循(xun)序(xu)漸(jian)進(jin)對(dui)人(ren)們(men)失(shi)去(qu)了(le)吸(xi)引(yin)力(li)。
當前的改善要點是什麼?
對dui於yu用yong戶hu來lai說shuo,及ji時shi了le解jie主zhu流liu無wu線xian解jie決jue方fang案an廠chang商shang正zheng在zai努nu力li改gai善shan的de方fang向xiang,以yi及ji他ta們men的de實shi時shi進jin展zhan,這zhe些xie行xing為wei是shi不bu無wu裨bi益yi的de。從cong一yi定ding程cheng度du上shang來lai說shuo,這zhe些xie也ye能neng夠gou為wei用yong戶hu判pan斷duan這zhe些xie無wu線xian方fang案an的de優you勢shi與yu不bu足zu提ti供gong參can考kao。
艾默生過程控製有限公司智能無線部門高級無線技術經理姚永斌指出,艾默生的智能無線現場方案分為數據采集、數據傳輸與數據集成等幾大功能,而考察艾默生智能無線現場方案的新進展,也可以參照這幾方麵來一一歸納。
他(ta)指(zhi)出(chu),在(zai)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)方(fang)麵(mian),艾(ai)默(mo)生(sheng)大(da)量(liang)無(wu)線(xian)儀(yi)表(biao)的(de)應(ying)用(yong)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)普(pu)及(ji),而(er)艾(ai)默(mo)生(sheng)今(jin)後(hou)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)是(shi)進(jin)一(yi)步(bu)豐(feng)富(fu)無(wu)線(xian)儀(yi)表(biao)的(de)種(zhong)類(lei),其(qi)目(mu)標(biao)是(shi)實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)類(lei)型(xing)多(duo)樣(yang)、產品性能分檔以及覆蓋多種應用。
而er在zai數shu據ju傳chuan輸shu及ji控kong製zhi功gong能neng這zhe方fang麵mian,是shi由you智zhi能neng無wu線xian網wang關guan產chan品pin來lai實shi現xian的de,在zai這zhe方fang麵mian的de進jin展zhan則ze主zhu要yao是shi性xing能neng持chi續xu優you化hua以yi及ji進jin一yi步bu提ti高gao可ke靠kao性xing,以yi達da到dao常chang規gui控kong製zhi的de要yao求qiu,比bi如ru網wang關guan冗rong餘yu等deng。
現場數據的集成,則主要是指與上位機DCS、PLC等deng無wu縫feng集ji成cheng。在zai這zhe方fang麵mian,除chu了le與yu艾ai默mo生sheng自zi己ji的de專zhuan家jia控kong製zhi係xi統tong和he過guo程cheng控kong製zhi軟ruan件jian可ke以yi實shi現xian無wu縫feng集ji成cheng外wai,其qi網wang關guan在zai現xian場chang也ye能neng與yu各ge主zhu流liu係xi統tong順shun利li集ji成cheng,另ling外wai由you於yu支zhi持chiIEC62591(WirelessHART)開放協議,艾默生智能網關還能夠對支持相同協議的非艾默生儀表兼容並蓄。
此(ci)外(wai),姚(yao)永(yong)斌(bin)也(ye)指(zhi)出(chu),盡(jin)管(guan)無(wu)線(xian)現(xian)場(chang)方(fang)案(an)一(yi)直(zhi)是(shi)艾(ai)默(mo)生(sheng)的(de)重(zhong)點(dian),但(dan)目(mu)前(qian)工(gong)廠(chang)用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)現(xian)場(chang)方(fang)案(an)和(he)工(gong)廠(chang)方(fang)案(an)一(yi)體(ti)化(hua)的(de)傾(qing)向(xiang)越(yue)來(lai)越(yue)明(ming)顯(xian),這(zhe)促(cu)使(shi)艾(ai)默(mo)生(sheng)與(yu)IT供應商也展開聯合,共同推出從下層到上層的一體化無線網絡。據他介紹:“當前由艾默生主導的一體化無線方案已在國內很多用戶處成功發揮效能。”
而對於霍尼韋爾而言,此時討論無線方案的進展問題似乎正逢其時。在不久之前的用戶大會上,霍尼韋爾(中國)有限公司發布了其最新版本的無線解決方案Onewireless R200,霍尼韋爾過程控製部無線業務經理江天生對這一最新版本的改善之處作了如下的概括。
首先,用戶可以藉由OneWireless主幹網絡,使其無線現場儀表達到與有線係統幾乎相當的性能,這些性能包括與有線方式相當的刷新速度和時間滯後範圍、無線通訊的冗餘設計和跳頻設計、無線網關的冗餘設計、與係統的內嵌式數據集成,以及現場無線儀表的組態和升級。
其次,新版本網絡的規模更加靈活。無線網絡既可以應用於簡單的、無線變送器本身具有路由功能的現場儀表無線網絡;也可以應用於覆蓋全廠的、duowuxianyingyongdechanghe。juci,yonghukeyilinghuoshejichuzuiyouxiaohezuijingjidewuxianwangluo。erzuihouyigebianhuazhichuzeshiyonghushiyongdejianyixing,zhezhongjianyixingtixianzaiduiwuxianbiansongqi、無線模塊、現場接入點及無線管理平台的自由設置之上。
市場推廣的進展如何?
近(jin)年(nian)來(lai)無(wu)線(xian)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia),應(ying)該(gai)有(you)理(li)由(you)使(shi)無(wu)線(xian)方(fang)案(an)提(ti)供(gong)商(shang)保(bao)持(chi)相(xiang)對(dui)樂(le)觀(guan)的(de)態(tai)度(du)。不(bu)難(nan)看(kan)到(dao),在(zai)今(jin)天(tian),廠(chang)商(shang)們(men)在(zai)談(tan)到(dao)國(guo)內(nei)的(de)無(wu)線(xian)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)時(shi),可(ke)展(zhan)示(shi)的(de)案(an)例(li)與(yu)信(xin)息(xi)越(yue)來(lai)越(yue)充(chong)分(fen),這(zhe)與(yu)一(yi)開(kai)始(shi)供(gong)應(ying)商(shang)們(men)缺(que)乏(fa)國(guo)內(nei)實(shi)證(zheng)的(de)情(qing)況(kuang)是(shi)有(you)區(qu)別(bie)的(de)。這(zhe)似(si)乎(hu)也(ye)可(ke)以(yi)佐(zuo)證(zheng),無(wu)線(xian)方(fang)案(an)的(de)市(shi)場(chang)的(de)確(que)在(zai)向(xiang)樂(le)觀(guan)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。
tandaozheyihuati,aimoshengzhinengwuxianbumengaojiwuxianjishujingliyaoyongbinrenwei,yusannianqiandeqingkuangxiangbi,daduoshuliuchengxingyedeyonghuyijingjubeilerenkehejieshouzhinengwuxianfangandetiaojian,zhuanerkaishizaixinjianxiangmuhegaizaoxiangmuzhongzhengxiangshiyong。
他透露,艾默生已經積累了三百餘個無線用戶,而其中五十多家用戶已經正式投運,且效果非常顯著。基於這一事實,他進一步談到:“jinhou,aimoshenghuibuduanjiadaduiwuxiandetouzi,jixutuijinhewanshanwuxianyewu,womenkeyihaobukuazhangdiyuyan,wuxianjishubijiangzaiweilaijinruliuchengxingyedezhuliu,daxingqidao。”
erhuoniweierdejiangtianshengtongyangbaochileleguandetaidu,tarenweizaixianjieduan,yonghuduigongyewuxianjishusuodailaidejishuyoushihejingjijieshengyijingwanquanrenke。ertandaoweilaiduiwuxianjishudedingwei,jiangtianshengtandao:“工gong業ye無wu線xian技ji術shu不bu僅jin可ke以yi用yong於yu監jian測ce,還hai可ke以yi用yong於yu控kong製zhi,因yin此ci無wu線xian技ji術shu今jin後hou在zai工gong業ye領ling域yu的de應ying用yong潛qian力li非fei常chang大da。無wu線xian技ji術shu可ke以yi應ying用yong在zai很hen多duo場chang合he,和he有you線xian的de方fang案an相xiang互hu相xiang承cheng,共gong同tong融rong合he。”
具ju體ti到dao應ying用yong的de實shi例li,罐guan區qu顯xian然ran成cheng為wei了le無wu線xian方fang案an的de一yi個ge熱re門men應ying用yong場chang合he。江jiang天tian生sheng表biao示shi,霍huo尼ni韋wei爾er在zai國guo內nei剛gang剛gang贏ying得de的de一yi個ge大da項xiang目mu中zhong,無wu線xian變bian送song器qi被bei大da規gui模mo應ying用yong在zai原yuan料liao罐guan區qu、zhongjianguanqunaizhichanpinguanqudeshujucaiji,zhuyaodehaochushijieshengledaliangdeanzhuangfeiyongheshijian,shixianlechengbendejieyue。eraimoshengdeyaoyongbinduiwuxianfanganzaiguanqudeguimoyingyong,yegandaofeichangxinwei,tatandao,zaiyixieshihuadeyoukuguanqu,youqishimaoyijiaojiedeguojiazhanlvexingchubeiyouku,wuxianjishudeshiyonghaikeyidadazengqiangguanjianshujudekekaoxing,wanshanguanqudeguanli。
這些問題是否仍需解決?
yinggaichengren,duiyuwuxianjiejuefanganeryan,yonghuguannianfangmiandejinzhanshixirende。zhishao,daduoshurenyibuzaihuiyianquanxingwentiweiliyou,jiangwuxianfanganshengyingdijuzhimenwai。jinguanyixiexiangguandetaolunrengzaijixu,danrenmenyijinggengduodibazhuyilizhuanxiangjutideyingyongwenti,lirutishengshebeichuanshujulihuoshizengqiangdianchishoumingdeng,zheyecongcemianbiaomingqingkuangkaishixianghaodefangxiangjiasu。
而以上被提及的兩個問題,即提升設備傳輸距離以及增強電池壽命,也的確值得討論,這些方麵的改進,將意味著更靈活的組網、更便捷的維護和成本的進一步節省,這對用戶意義重大。
針對這方麵可能出現的擔憂,江天生表示,Onewireless R200banbenwuxianjiagoufeichanglinghuo,yonghukeyigenjutedingdexuqiuchanghehechuanshujuli,shejizuiyoudegongyewuxianjiagou,zheshidangeyibiaodechuanshujuliyibuzaishiwenti。erjingguofazhanhegaijin,wuxianbiansongqidedianchishoumingyeyidadaozugoulingshiyongzhemanyidechengdu,ruzai1秒刷新常溫情況下可達4.5年,5秒刷新情況下則可達10年。不僅如此,無線變送器配置獨特的自適應功能,可以自動調節最優的發射功率,進一步降低功耗。
而er在zai這zhe些xie方fang麵mian,艾ai默mo生sheng也ye在zai進jin行xing持chi續xu改gai進jin。姚yao永yong斌bin指zhi出chu,在zai傳chuan輸shu距ju離li方fang麵mian,艾ai默mo生sheng推tui出chu了le兩liang種zhong無wu線xian天tian線xian,一yi種zhong是shi普pu通tong天tian線xian,傳chuan輸shu距ju離li一yi般ban可ke以yi達da到dao300米,另一種是增強型天線,收發信號更強,距離可達到800米。
他透露,艾默生在中東巴林一家油田的現場,使用增強型天線的變送器傳輸距離實際達到了1700米。此外,為了進一步增加設備傳輸距離,滿足空曠地區的應用,設備之間可以增加路由,具體數量則視情況而定。
他進一步指出,無線方案中使用的電池為非充電、高性能、高密度、長壽命的鋰電池。一般情況下,可以在現場正常工作5~10nian。weilezengqiangdianchishouming,aimoshenghaicaiquleruxiacuoshi。yifangmian,wuxianbiansongqidedianziyuanjianhefasheyuanjianjinxingledigonghaogaizao,xiangbiyuanlaichuantongdeyouxianbiansongqi,haodianliangdadajiangdi;lingyifangmian,zizuzhiwangluozhongdejiedianzaiwangguandetongyiguanlixia,zhiyoushoufaxinxishicaihuihaodian,qitaqingkuangjunbaochixiumianzhuangtai,jihumeiyoudiannengxiaohao。tongshi,wangguankeyijinxingdutedezuixiaohuanengyuanguanli,dongtaiyouhuazhenggewangluodedianyuanxiaohao,yipinghenggeshebeidefuhe。