无线技术如何转向大规模工业应用?
日期：2010-12-26 19:11:56 点击：
来源：中华工控网
作者： 未知
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无线技术大有可为
在无线技术的工业应用上，目前国内和国外都在探索最适合于当前无线技术发展状况，又能实现无线技术特点的应用。设备状态监控、设备资产管理、楼宇自动化……都是无线技术大有用武之地的方向。说得具体些，可以在用电缆相当费时费钱的场合方便地利用无线技术替代，在可以实现灵活的布置或增加检测点不致耗费太多的场合，以及需要对在一定范围内移动的设备进行检测监控的场合，都能够充分发挥无线技术的优越性。例如，需要监控旋转机械设备或移动机械设备内的某些参数时，利用无线传输就可以避免采用不可靠的滑环接触传输信号。再如，在没有电缆桥架可供电缆敷设的地方，或是距离较长而检测点很分散的地方，无线传输的解决方案既节省成本，又能快捷地实现。
无线技术已进入工业应用
目前国内无线技术工业应用的现状，可以分两条线索来谈。一条线是国外一些强势自动化厂商，如艾默生过程管理和霍尼韦尔，一直在高调推广他们的适用于流程工业的无线产品，前者以采用无线HART协议的仪表产品为主，后者则打着OneWireless的旗号，希望能更多的覆盖现场层、控制层和信息层，作为有线网络的有力补充。这里还必须提到Siemens的无线产品，他们以无线局域网产品为主，瞄准的是在若干不便于敷设电缆的场合，在控制层的节点之间建立无线网络的应用。这些国外公司基本上还是在传统的自动化市场推广他们的无线产品。
另一条线是国内的单位包括研究院所、高校和公司，运用无线网络技术在探索协议的开发、产品的设计研发和应用。他们的应用特色是较多地关注运用无线网络技术去解决那些国家建设中急需解决而又可以发挥无线网络技术优势的场合(常常是用在那些非传统的自动化领域)。下面只举两个例子。
其一是，众所周知的发生在前两年南方一些地区的严重危害电力系统安全运行的冰雪灾害，特别是对高压架空输电线路，由于地理分布广泛、长期暴露在自然环境下，覆冰严重时会引发严重的机械和电气事故。基于无线公网、太阳能技术、传感器技术和计算机网络技术建立的输电线路覆冰预警系统是一种有效的防冰手段，便于运行管理人员掌握现场覆冰状况，及时采取有效措施将事故消灭在萌芽状态。广西电力工业勘察设计研究院针对广西电网输电线路覆冰预警系统的建设和运行状况，着重分析了系统建设涉及到的设备工作电源、无线通信和覆冰数学模型等三项关键技术，并开发了基于GPRS和ZigBee技术的覆冰监测终端结构。
其二是，上海工业自动化仪表研究院下属的智能仪表与系统所，运用他们所开发的基于IEEE 802.15.4协议的无线变送器及其网络，在上海锅炉厂重型容器焊接车间构成的无线数据采集和处理系统，已成功地应用了一年多，获得公司及其上级单位电气集团的肯定。这种真正意义上的实时质量监控系统，实现了对焊接过程参数进行可视化实时监控并记录，对产品实行完整的可追溯性流程，对产品的质量做到防差错控制，进而将焊接过程从过去粗放型生产模式转向集约化的生产模式奠定了技术条件。
他们开发的系统与其它国内外的系统比较，有两个显著的特点：第一，采用无线短程网采集数据，再通过无线网络/有线网络的网关送入上位计算机存贮和处理;这在之前是国内外前所未有的。第二，针对一台焊机只要设数据采集节点，生产现场即使有数量很多的焊机在同时作业，只要每台焊机设一个采集终端，所有的数据都能够经由部署在生产现场的无线网络的路由节点和协调器/网关节点，可靠地送入计算机。而国外厂家均是一台焊机配备一台数据采集分析仪。显然这种方案不但成本低，易于推广，而且更适合于建立规模大小不等的集约化焊接作业的实时运行管理平台。
无线技术如何转向大规模工业应用
综上所述明显可见，在若干新兴的自动化技术中，无线网络技术在我国工业上的应用已经跨出了成功的一步，但还限于试点或局部的应用。这就是说，离由点到面大规模的推广恐怕还有相当长的路要走。对于国外无线网络和仪表产品，由于具有良好的技术和生产基础，一旦解决了无线网络的技术难题之后，应对目前的应用还是绰绰有余的。主要的问题恐怕在于价格相对昂贵，非必要时用户不会作为首选。对于国内开发的无线网络产品，其优点是价格相当便宜，但目前基本上处于小批试制阶段，缺乏批量生产的手段和经验。换言之，国内开发的无线网络产品还需要经过一个由科研开发到成熟批量生产的跨越。若能加速完成这一跨越，势必会极大地促进我国无线网络技术的广泛应用。
当前一个很有利的形势是信息化和工业化的两化融合已经作为国家长期的工业政策以及物联网的蓄势以待，都为无线网络技术的发展应用提供了大展宏图的氛围。试以上面提到的焊接过程的无线数据采集和处理系统为例，如果不仅仅把其功能局限于焊接质量的监测，而是从企业管理信息化的全局去思考，让它发挥更大更深层次的作用，建立一个焊接过程运营管理平台，从工业化、信息化融合的要求出发实现更多的管理功能，诸如：监控(防止因焊机误操作、焊机功能失效或非授权干预致使焊接缺陷;通过监控焊接参数，使参数优化设置成为可能);故障诊断(为快速直接确定造成焊接工件缺陷的原因和操作者提供依据);数据记录和文档制作(对所有焊接的实际过程参数及相关的信息进行记录。对焊接记录进行保存，统计，分析，实现产品的可追溯性及对焊接生产的有效管理);焊接生产管理(提供相关焊接操作的工时、工艺考核的原始依据)。这就将无线传感器网络的工业应用技术拓展到更广泛的范围，着重于让焊接生产过程集约化管理功能建立在无线传感器网络基础之上，岂不是让无线网络技术发挥了更强大的作用!
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