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現(xiàn)場儀表

WirelessHART工業(yè)無線通信協(xié)議簡析

2025China.cn   2009年11月30日

        WirelessHART是第一個開放式的可互操作無線通信標準,用于滿足流程工業(yè)對于實時工廠應用中可靠、穩(wěn)定和安全的無線通信的關鍵需求。
        經過29個國家投票表決(除了日本的一個否決票),WirelessHART通訊規(guī)范(HART7.1)于2008年9月19日正式獲得國際電工標準委員會(IEC)的認可CONTROL ENGINEERING China版權所有,成為一種公共可用的規(guī)范(IEC/PAS 62591Ed.1)。至此似乎可以表明,在過程無線技術標準方面
,包括Emerson、ABB、E+H、Honeywell、Siemens等核心成員的國際HART通訊基金會(HCF)在2007年9月正式發(fā)布的WirelessHART(HART7.1版本)首戰(zhàn)告捷。此標準也的確是全球第一個獲得這一級別國際認證的工業(yè)無線通訊技術。
        WirelessHART通訊標準是建立在已有的經過現(xiàn)場測試的國際標準上的,其包括HART協(xié)議(IEC 61158)、 EDDL (IEC 61804-3)、IEEE 802.15.4無線電和跳頻、擴頻和網狀網絡技術。盡管只是成為了IEC的PAS而非真正正式的IEC規(guī)范,但是可以認為WirelessHART已經邁出了重要一步,對下一階段的產品推廣和使用意義重大。
        在短短一年時間之內,該標準能夠從正式發(fā)布到獲得IEC/PAS,如下幾個原因值得分
        析:首先是可用性和繼承性很好,正如HCF執(zhí)行總裁Ron Helson先生所說:“WirelessHART通訊的使用和調試非常方便,它能與原有儀表和控制系統(tǒng)完全兼容,只要是基于HART的設備、工具、培訓、應用軟件和工作流程都可繼續(xù)保留使用?!边@一點對于目前已安裝的2600萬臺HART設備用戶而言,實在是難能可貴的。其二,支持WirelessHART無線標準的供應商產品化進程一直沒有停歇。以Emerson為例,據(jù)稱已經開始供應WirelessHART兼容產品,從壓力、流量、液位、溫度、振動、pH測量等各類儀表變送器到網關節(jié)點,從AMS預測性維護資產管理軟件到375種現(xiàn)場通訊設備,乃至DeltaV和Ovation數(shù)字化系統(tǒng)的純無線設備監(jiān)控界面。其三,技術開放性比較好。
        在HCF看來
,未來5年內WirelessHART協(xié)議將為超過20%的現(xiàn)場信號傳輸提供幫助。經過IEC的初步認可之后,不難想象WirelessHART在未來市場上對用戶的說服力大大增強控制工程網版權所有,并可能借助廣泛安裝的HART設備迅速拓展無線儀表市場。
        WirelessHART是用于過程自動化的無線網狀網絡通信協(xié)議。除了保持現(xiàn)有HART設備、命令和工具的能力,它增加了HART協(xié)議的無線能力。
        每個WirelessHART網絡包括三個主要組成部分:
        ① 連接到過程或工廠設備的無線現(xiàn)場設備。
        ② 使這些設備與連接到高速背板的主機應用程序或其他現(xiàn)有廠級通信網絡能通信的網關。
        ③ 負責配置網絡、調度設備間通信、管理報文路由和監(jiān)視網絡健康的網管軟件。網管軟件能和網關、主機應用程序或過程自動化控制器集成到一起。
        該網絡使用兼容運行在2.4GHz工業(yè)、科學和醫(yī)藥(ISM)頻段上的無線電IEEE802.15.4標準。無線電采用直接序列擴頻(DSSS)、通信安全與可靠的信道跳頻、時分多址(TDMA)同步、網絡上設備間延控通信(latency-controlled communications)技術。已經證實該技術在現(xiàn)場實驗和各種過程控制行業(yè)的實際工廠安裝中是可行的。
;      在網狀網絡中的每個設備都能作為路由器用于轉發(fā)其他設備的報文。換句話說,一個設備并不能直接與網關通信,但是可以轉發(fā)它的報文到下一個最近的設備。這擴大了網絡的范圍,提供冗余的通信路由從而增加可靠性。網管軟件確定基于延遲、效率和可靠性的冗余路由。為確保冗余路由仍是開放的和暢通無阻的
,報文持續(xù)在冗余的路徑間交替。因此,就像因特網一樣,如果報文不能到達一個路徑的目的地,它會自動重新路由從而沿著一個已知好的、冗余的路徑傳輸而沒有數(shù)據(jù)的損失。
        網狀設計也使增加或移動設備容易。只要設備在網絡上其他設備的范圍內,它就能通信。
        靈活性滿足不同應用的要求,WirelessHART協(xié)議支持多種報文模式,包括過程和控制值單向發(fā)布、異常自發(fā)通知、ad-hoc請求/響應和海量數(shù)據(jù)包的自動分段成組傳輸(auto-segmented block transfers)。這些能力允許按應用要求定制通信
,因此降低功率使用和費用。

 

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標簽:Wireless HART 無線通信 我要反饋 
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