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    Honeywell One Wireless工業無線主干網絡的設備構成、特點及在中

    作為無需布線的工業通訊方式,工業無線技術最近越來越被人們所青睞。工業無線技術是本世紀初新興的無線通信技術,他面向儀器儀表、設備與控制系統之間的信息交換,是對現有工業通信技術在工業應用方向上的功能擴展和提升。作為工業自動化領域前沿熱點技術,工業無線技術引領了工業自動化系統未來的發展方向。他的問世將引發傳統工業測控有線模式的變革,引領工業自動化系統向著低成本、高可靠、高靈活的方向發展。據介紹,美國能源部將工業無線技術列為實現到2020年美國工業整體能耗降低5%目標的主要技術手段之一。
    企業為什么會采用工業無線技術呢?下面列出了目前工業無線技術應用的主要需求及其相對有線技術的優勢。
    序號                          對無線技術的主要需求                                                                     無線技術的優勢
    1                               測點分散,被鐵路、河流、建筑物分割                                             無需敷設橋架、電纜和接線
    2                               危險區域                                                                                         沒有電纜和接線,減少火花產生的可能
    3                               工廠安全、排放、泄漏、火災                                                           無線視頻、無線開關量變送器等集中監控
    4                               罐區儲罐分散,無集中監控設備                                                       無線雷達液位計等可集中監控
    5                               大量的手動閥、就地指示表無法集中顯示                                          無線閥門定位器、無線讀表器等集中監控
    6                               現場移動作業的需要                                                                        有移動工作站
    7                               系統布置要求更簡潔、安全                                                              無接線盒、無安全柵、不需I/O卡
    8                               改造項目時間緊迫                                                                            無線方案節省安裝費用、減少安裝時間

    Honeywell公司長期致力于工業無線技術的研究和應用,2003年在全球第一個推出工業無線變送器—Honeywell XYR™ 5000無線壓力變送器,2003年還受美國能源部委托研發應用于工業領域的無線技術以來,2007年6月11日,Honeywell宣布該公司的通用于各工業無線網絡解決方案—Honeywell One Wireless正式發布。2008年7月2日,Honeywell公司宣布推出其工業無線網絡解決方案Honeywell One Wireless更新版本,實現了與ISA100.11a工業無線通信標準兼容。ISA100工業無線委員會是由終端用戶和技術提供者組成,致力于通過制定一系列標準、建議操作規程、起草技術報告來定義工業環境下的無線系統相關規程和實現技術。2009年4月24日,以投票方式通過了國際工業無線標準ISA100.11a標準,這是ISA100標準族中的第一個標準,ISA標準委員會的儀表廠商成員如Honeywell,Yokogowa、GE等都明確支持該標準。2009年9月正式通過ISA(International Society of Automation,國際自動化學會)標準委員會表決,成為正式、開放的工業無線國際標準。OneWireless®網絡最新的版本是在2010年6月推出的R200。我國重慶郵電大學作為核心單位參與該標準的制定,不僅在策劃了2008年4月在重慶召開“ISA100.11a標準化會議”,還在2008年10月赴美展出了自主開發的ISA100.11a系統,并與Nivis公司一起搭建了ISA100 WCI一致性測試與驗證展臺。
    Honeywell OneWireless無線主干網絡的設備構成
     Honeywell One Wireless無線主干網絡的設備構成可能有很多方案,其中最常見的是由無線現場設備(如無線變送器)、無線網關(多功能節點或現場設備接入點)、無線管理平臺組成的系統(見圖1)。
     
    Honeywell One Wireless無線主干網絡的設備構成
                                              圖1  Honeywell One Wireless無線主干網絡的設備構成
    無線變送器是帶無線通訊功能的變送器;無線網關(多功能節點或現場設備接入點)支持同無線變送器的無線通訊并構建一個通訊速度非?斓臒o線Mesh主干網絡;WDM無線管理平臺管理無線現場設備和無線網絡,并實現與應用主機的通訊。
    1、無線變送器
    現階段Honeywell公司推出的無線變送器(部分產品見圖2)的品種有:
    Honeywell公司推出的各種無線變送器
                            圖2  Honeywell公司推出的各種無線變送器

    無線壓力變送器(絕壓、表壓、差壓); 無線溫度變送器; 無線腐蝕變送器; 無線開關量輸入變送器; 無線開關量輸出變送器; 無線模擬量輸入變送器; 無線多輸入組合變送器; 無線設備振動(健康狀態)監測變送器; 無線雷達液位計; 無線讀表器; 無線閥門回訊變送器(定位器); HART信號的無線轉接模塊。
    上述品種中有的還可細分。如無線溫度變送器有自帶或不帶測溫探頭的;帶探頭的又分TC(熱電偶)或熱電阻的,還分法蘭接頭、套管或無外套的;無線模擬量輸入變送器有單點AI和多點之分,多點又有3個AI或1AI+2個TC、DI的組合;無線開關量輸入變送器分3點DI或2DI+1TC(熱電偶);無線開關量輸出變送器分3DO或1DO+2AI(或2TC、或2DI);無線多輸入組合變送器有兩個型號,并可組態為AI、DI、DO、TC的組合。
    現場無線儀表可以安裝在危險環境中,如Class 1 Division 1區域,符合本安(除電池外)和隔爆認證,防護等級等于或高于IP66。
    上述無線設備中,有少數因耗電量大,還需現場提供電源,如無線雷達液位計需要65/240VAC或24~64VDC電源,無線設備振動(健康狀態)監測變送器可用電池供電,也可以外部供10-30VDC電源。
    現場無線儀表的刷新速度可以設定:1秒、5秒、10秒、30秒,未來可以達到0.25秒的刷新速度。
    現場無線儀表通過組態不執行路由功能及可以自適應調節發射功率,如果選擇常溫下1秒的刷新速度,電池使用時間可以達到4.5年,而5秒以上的刷新速度,電池使用時間可以達到10年。
    2、無線網關
    Honeywell One Wireless網絡的設計具有非常靈活的擴展性,既可以是單一的無線變送器網絡,也可以是支持全廠多種無線應用的、全面的工廠級無線網絡。在2010年6月推出的R200 OneWireless網絡最新版本,他支持用戶在其相關設施的不同區域設計具有各種無線覆蓋能力的無線網絡。如僅針對無線現場儀表的無線網絡架構,可選擇無線變送器本身的路由功能,由現場設備接入點FDAP實現;也可以同時支持無線現場儀表、多種無線應用、有線設備無線轉接、有線網絡無線互聯等多種功能的無線網絡架構,由多功能節點實現。一個無線網絡可以有多個網關,網關之間支持無線通訊,每個網關都能管理100臺現場無線儀表(刷新速度1秒時),每個網關都可以配置冗余網關。多功能節點/現場設備接入點FDAP不作為網關時可以支持20臺無線變送器(1秒刷新時)或80臺無線儀表(大于1秒刷新時)。
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