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自組織網狀網絡與點到點設備比較
艾默生過程管理的Smart Wireless現場網絡使用自組織網狀網絡技術。Smart Wireless現場網絡經WirelessHART標準測試合格,並且構成後者的基礎。自組織網絡中的每一台無線設備可以用作附近其它設備的路由器,將信息傳送至其最終目的地。
這zhe種zhong能neng力li具ju有you冗rong餘yu通tong訊xun路lu徑jing作zuo用yong,其qi可ke靠kao性xing優you於yu每mei一yi台tai設she備bei與yu其qi網wang關guan之zhi間jian要yao求qiu直zhi接jie視shi距ju通tong訊xun的de解jie決jue方fang案an。如ru果guo網wang絡luo或huo影ying響xiang通tong訊xun的de條tiao件jian有you任ren何he變bian化hua,則ze自zi組zu織zhi網wang絡luo中zhong的de設she備bei和he網wang關guan會hui互hu相xiang配pei合he工gong作zuo,共gong同tong尋xun找zhao和he使shi用yong對dui每mei一yi條tiao消xiao息xi最zui有you效xiao的de路lu徑jing,該gai路lu徑jing具ju有you最zui佳jia的de數shu據ju可ke靠kao性xing和he最zui小xiao的de功gong率lv消xiao耗hao。
自zi組zu織zhi網wang絡luo技ji術shu的de基ji礎chu設she施shi對dui無wu線xian網wang絡luo結jie構gou的de完wan整zheng性xing要yao求qiu並bing不bu十shi分fen嚴yan格ge。組zu成cheng傳chuan統tong的de點dian到dao點dian無wu線xian網wang絡luo會hui遇yu到dao許xu多duo困kun難nan,其qi中zhong之zhi一yi是shi要yao求qiu進jin行xing現xian場chang勘kan查zha,以yi確que定ding係xi統tong中zhong的de每mei一yi個ge節jie點dian均jun有you視shi距ju路lu徑jing。這zhe種zhong勘kan查zha工gong作zuo費fei用yong昂ang貴gui。而er且qie,由you此ci生sheng成cheng的de點dian到dao點dian無wu線xian網wang絡luo可ke能neng要yao求qiu基ji礎chu設she施shi的de節jie點dian數shu量liang5倍於自組織網絡。
自組織網絡的另一個優點是其動態性。由於工廠會不斷遇到新的障礙,如腳手架、新設備或流動性車輛等,網絡可以圍繞這些設備重新組織。所有這一切均是自動發生的,用戶不必進行任何幹預。
艾默生的Smart Wireless和現在所有WirelessHART自組織網絡在網絡層均使用IEEE 802.15.4協(xie)議(yi),並(bing)帶(dai)有(you)跳(tiao)頻(pin)的(de)功(gong)能(neng)。這(zhe)些(xie)自(zi)組(zu)織(zhi)網(wang)絡(luo)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)已(yi)考(kao)慮(lv)到(dao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li),並(bing)經(jing)過(guo)嚴(yan)格(ge)測(ce)試(shi),可(ke)以(yi)和(he)工(gong)廠(chang)內(nei)現(xian)有(you)的(de)其(qi)它(ta)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)共(gong)存(cun)而(er)不(bu)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)。自(zi)組(zu)織(zhi)網(wang)絡(luo)的(de)範(fan)圍(wei)可(ke)以(yi)自(zi)己(ji)設(she)定(ding),掃(sao)描(miao)時(shi)間(jian)可(ke)設(she)定(ding)為(wei)1秒,可以大大縮短等候時間。艾默生的無線設備即基於此項技術,使用中證明其數據可靠性高於99%。 | 獲得標準的數據
估計全球約有2600萬台有線HART設備已安裝並投入運行。但不到25%的HART設(she)備(bei)能(neng)將(jiang)數(shu)字(zi)數(shu)據(ju)包(bao)括(kuo)診(zhen)斷(duan)信(xin)息(xi)等(deng)傳(chuan)送(song)到(dao)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)或(huo)設(she)備(bei)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)中(zhong)。多(duo)年(nian)來(lai),要(yao)將(jiang)數(shu)字(zi)信(xin)息(xi)流(liu)傳(chuan)送(song)到(dao)為(wei)接(jie)受(shou)模(mo)擬(ni)數(shu)據(ju)流(liu)而(er)設(she)計(ji)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)或(huo)係(xi)統(tong)中(zhong)一(yi)直(zhi)是(shi)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)的(de)。
但是,如果有了WirelessHART適配器,如艾默生不久將發布的Smart Wireless THUMTM適配器,所有這一切都將發生根本性的改變。THUM8482;適配器屬於4-20 mA DC回路設備,通常固定在不使用的變送器線槽端口。它從回路中獲得電源,並且從現場設備中獲得HART數字數據,然後通過WirelessHART協議與網關通訊,並將信息傳送到主機係統。
測量以前不能實現的測量
Crodagongsishiyijiaguojixingdezhuanyehuaxuepinzhizaoshang,shiyonganzhuangzaihuaxuepincaocheshangdeaimoshengwuxianwendubiansongqi,shishidijiangshujushuruzhujixitong,jidaditigaoleguochengxingnenghezongtianquanxing。
由you於yu槽cao車che經jing常chang處chu於yu流liu動dong狀zhuang態tai,用yong硬ying導dao線xian連lian接jie溫wen度du傳chuan感gan器qi幾ji乎hu是shi不bu可ke能neng的de。以yi前qian,操cao作zuo員yuan須xu每mei天tian爬pa到dao每mei一yi輛liang槽cao車che的de頂ding部bu,檢jian測ce溫wen度du和he記ji錄lu讀du數shu,這zhe是shi一yi項xiang費fei時shi費fei力li的de工gong作zuo,在zai潮chao濕shi或huo冰bing雪xue天tian氣qi時shi,還hai存cun在zai操cao作zuo員yuan滑hua倒dao或huo墜zhui落luo的de事shi故gu隱yin患huan。無wu線xian溫wen度du變bian送song器qi會hui實shi時shi地di提ti醒xing操cao作zuo員yuan注zhu意yi槽cao車che的de任ren何he異yi常chang溫wen升sheng現xian象xiang,如ru此ci每mei年nian可ke以yi節jie省sheng維wei修xiu保bao養yang費fei用yong約yue15,000美元。
“無線解決方案不僅節省大量的時間和費用,而且由於操作員再也不必每天監視那些槽車,故提高了整個公司和人員的安全性,”Croda公司儀表和電氣設計師Denny Fetters如此稱讚無線設備。“無論槽車在工地的任何一個地方,信號傳送質量絲毫不受影響,而且可以無縫接入公司的控製係統。”
變夢想為現實
在PPG公司,無線溫度變送器正在實時有效地監視蒸汽聯箱的溫度曲線。按高級設計工程師Tim Gerami的說法,這是以前夢寐以求的一個情景,但當時苦於無法實現。PPG公司的工程師還想將無線設備用於那些與工廠優化和設備管理攸關的一些冗餘測量。
PPG公司組織了一個無線設備小組來為工廠尋找無線係統性的解決方案,範圍涉及IT、儀表和過程控製。無線設備小組經過篩選,決定將艾默生的 Smart Wireless用於其廠內測量,這不僅是因為他們對艾默生的羅斯蒙特變送器已相當熟悉,而且對Smart Wireless網絡結構也很有信心。
無線技術是許多過程應用的正確選擇
應用無線技術的用戶和公司正在不斷增加。ISA100委員會定義的適用等級如上表所列。基於許多成熟的業績和經驗,艾默生建議:現在用戶在考慮控製和監視目的的無線設備時,應將重點放在增加以前由於資金問題而未進行的測量方麵,實現提高安全性、可靠性、效率和環保的目的。
“還有一些其它無線解決方案,看上去也不錯,”Tim Gerami認為,“但隻是屬於點到點的設備,不能組成網絡。它們能夠工作,但在指定工廠的應用對設備數量有所限製,可能規定每台無線電為50 台設備,16個通道。這對於一個需要100甚至幾百台設備的工廠而言是難以接受的。而網狀網絡的潛能幾乎是無限的。”
[“無線解決方案在日後擴展時,隻要求增加傳感器或變送器,其經濟性方麵的優點十分明顯。”]-John Pietersz(TAQA)能源公司
Tim Gerami使無線技術帶來的變革顯得更加清晰:“它實現了你以前無法實現的目標”。
一項革命性的工廠設計
weileshiyingshichangduibaojianyongpinshuliangriyizengjiahepinzhongbuduanbianhuadexuqiu,duonianlai,quanshijiedezhiyaoheshengmingkexuegongsizhengnulitiaozhengqizhizaonenglidelinghuoxing,jiangguochengxinxi、實驗室信息和工廠管理係統緊密地融合成一個有機的整體。
現在無線儀表與艾默生的DeltaVTMshuzizidonghuaxitongyiqi,zaiyigeyitihuadegongchangwangluozhongshixianyigetongyidewuxianxinxixitong。wuxianwangluoshijinianqiankanlaisihuwufashixiandegongchangtongyiwangluoshejichengweikeneng。
有一家主要的生命科學公司設計了多層廠房,鋼筋混凝土樓板和牆壁厚度達300毫米。其模塊式過程設備可以任意移動和重新配置。由於采用無線儀表進行通訊,故重新配置並不涉及儀表係統,安裝在4樓的一台網關保持與4樓和廠房頂樓中所有其它現場設備的通訊關係。
一個無線時代業已開始
Ruud van Dijk是TAQA能源公司的工程經理。在談起該公司在荷蘭Alkmaar天然氣生產工地使用艾默生的Smart Wireless技術成功地進行各種測試時,他說道:“展望未來是我們嚐試使用無線傳感器的一個原因。Bergermeer的工地上基本沒有地方用於布線,連接一個新的傳感器可能要求布線距離增加數百米,既費錢又費時。”
“當然,我們已有多年經驗,在辦公室環境中使用無線數據傳送,”該公司的儀表和控製部經理John Pietersz指出:“就處理水平而言,辦公室環境與生產工地兩者完全不是一回事。這個世界在引進新興技術時會顯得非常遲疑不決。”
TAQA團隊決定使用靈活方便、堅固耐用的Smart Wireless自組織網絡體係結構。“就Smart Wireless係統而言,其範圍半徑為200米。”John Pietersz這樣說,“其qi間jian一yi定ding有you可ke以yi利li用yong的de地di方fang。這zhe個ge解jie決jue方fang案an的de不bu同tong之zhi處chu在zai於yu傳chuan感gan器qi是shi否fou能neng夠gou傳chuan送song互hu相xiang之zhi間jian的de信xin號hao。也ye就jiu是shi說shuo,傳chuan感gan器qi的de安an裝zhuang位wei置zhi可ke以yi突tu破po上shang述shu範fan圍wei半ban徑jing200米,且不必另外安裝基站。日後若有擴展,隻要增加變送器,其經濟性優點十分明顯。”
John Pietersz繼續說:“我們已經購買了艾默生的 AMS設備管理係統,目前隻用於管理無線傳感器,但未來我們會把更多的儀表歸入AMS智能設備管理係統內。總之,對我們說來,一個無線時代已經開始,”
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