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案例頻道編者按：工業(yè)無(wú)線技術(shù)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線之后，工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)技術(shù)，是降低工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，也是未來(lái)幾年工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品新的增長(zhǎng)點(diǎn)。目前，全球工業(yè)無(wú)線通訊市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)13億美元，并在未來(lái)的幾年中持續(xù)保持15%左右的年增長(zhǎng)水平。無(wú)線通訊作為當(dāng)今世界最具活力的新興技術(shù)之一，具有有線技術(shù)無(wú)法或很難取代的優(yōu)勢(shì)，并且已經(jīng)逐步滲透到工業(yè)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)。2007年，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）將“工業(yè)無(wú)線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)研究與開發(fā)”列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。隨著無(wú)線通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)被業(yè)界所認(rèn)可與接受，其應(yīng)用越來(lái)越普及，市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展。國(guó)內(nèi)的一些高校如清華大學(xué)、浙江大學(xué)等，研究單位如中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所都開展了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制的研發(fā)，并取得了一定的成果。
自此期雜志起，《自動(dòng)化博覽》將全新開啟“工業(yè)無(wú)線”專欄，旨在介紹國(guó)內(nèi)外工業(yè)無(wú)線技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用情況。
作為第一家為流程控制行業(yè)提供工業(yè)無(wú)線傳感器的大型供應(yīng)商，霍尼韋爾憑借在工業(yè)無(wú)線應(yīng)用方面的專業(yè)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，大幅降低了運(yùn)作成本，顯著提高了生產(chǎn)的安全性、可靠性以及生產(chǎn)效率等。霍尼韋爾的OneWireless多功能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持多種工業(yè)協(xié)議與應(yīng)用，提供了一種易于管理并且高效運(yùn)行的單一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。OneWireless解決方案不僅可以幫助客戶避免支出布線成本，還幫助其最大限度優(yōu)化工廠生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全無(wú)患，滿足各種規(guī)范要求，并提升資產(chǎn)的可靠性。這種通用的工廠級(jí)OneWireless網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)支持多項(xiàng)應(yīng)用。此篇對(duì)霍尼韋爾Onewireless無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹。
初識(shí)OneWireless
OneWireless是霍尼韋爾過(guò)程解決方案的品牌，囊括完整的無(wú)線產(chǎn)品系列。使用“One”這個(gè)詞有其特別的意義。它反映出霍尼韋爾深刻理解了客戶對(duì)未來(lái)工廠架構(gòu)的期待。霍尼韋爾一直借助其廣泛和密切的客戶接觸（其中包括500個(gè)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)用戶）以及一些外部資源研究用戶的要求。他們了解到過(guò)程制造商把無(wú)線網(wǎng)絡(luò)想象為單個(gè)“無(wú)線云朵”，并具有架構(gòu)方面的重要要求。
對(duì)單一基礎(chǔ)設(shè)施的要求是霍尼韋爾做出回應(yīng)的核心考量。其設(shè)計(jì)理念是，提供超級(jí)安全和超級(jí)可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它能夠支持包括閉環(huán)控制在內(nèi)的各種應(yīng)用。在霍尼韋爾看來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需將支持未來(lái)應(yīng)用的能力作為一項(xiàng)常規(guī)服務(wù)。霍尼韋爾公司設(shè)計(jì)的OneWireless網(wǎng)絡(luò)，可以幫助最終用戶安裝高性能網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用監(jiān)控和在有需要并準(zhǔn)備就緒的時(shí)候，轉(zhuǎn)向更關(guān)鍵應(yīng)用的靈活性。比較輕松的做法是，采用控制就緒的網(wǎng)絡(luò)，由其進(jìn)行監(jiān)控，這要優(yōu)于采用一個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)并用它來(lái)實(shí)施控制。
OneWireles是一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)，它具有多種特性，可用于多種任務(wù)。如傳感器信息回傳、閉環(huán)控制、信息、HMI、視頻、通訊和企業(yè)應(yīng)用。客戶對(duì)OneWireles有著諸多期待。首先，此網(wǎng)絡(luò)需要支持多種無(wú)線技術(shù)；第二，它還應(yīng)支持不同服務(wù)級(jí)別，可用來(lái)執(zhí)行各種具有不同動(dòng)態(tài)參數(shù)的自動(dòng)化任務(wù)，例如靈活的報(bào)告率；第三，它應(yīng)支持多種協(xié)議，以使既有投資不致被淘汰；第四，客戶希望此網(wǎng)絡(luò)是“開放式”的，可以支持現(xiàn)有應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通訊。
另外，客戶需要一個(gè)單一供應(yīng)商。他們不喜歡充當(dāng)系統(tǒng)或平臺(tái)集成人，因此尋覓霍尼韋爾這樣的供應(yīng)商進(jìn)行集成。其不僅需要提供設(shè)備和支持服務(wù)，還要長(zhǎng)期管理平臺(tái)，使日新月異的新技術(shù)和應(yīng)用能夠以迅速和低成本的方式增加到這平臺(tái)。他們還寄希望于供應(yīng)商管理這一嵌入式技術(shù)，讓系統(tǒng)保持最新，回避走入技術(shù)死胡同而又不會(huì)造成過(guò)分的不舒適。自動(dòng)化供應(yīng)商將不得不擔(dān)任技術(shù)和平臺(tái)集成人的角色。
選擇OneWireless的理由
霍尼韋爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，現(xiàn)在所有的終將過(guò)時(shí)，無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)代表著自動(dòng)化發(fā)展的“拐點(diǎn)”。它是至關(guān)重要和深具潛在價(jià)值的技術(shù)，當(dāng)然也是一個(gè)快速發(fā)展和不斷變化的技術(shù)。以十年而非數(shù)月或幾年為期限考量其資產(chǎn)壽命的過(guò)程制造商，該如何發(fā)掘這潛在價(jià)值呢？
自霍尼韋爾上世紀(jì)七十年代推出DCS至今，技術(shù)一直在向前發(fā)展，但時(shí)至今日始終沒有變化的是它對(duì)客戶的服務(wù)理念。霍尼韋爾堅(jiān)持以實(shí)時(shí)自動(dòng)化和過(guò)程管理為其核心使命，視新技術(shù)為達(dá)成使命的方法。雖然技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)的范疇始終在擴(kuò)展，但不論研發(fā)和采用什么技術(shù)，霍尼韋爾仍視自己為開發(fā)和支持集成自動(dòng)化解決方案的公司。
這意味著霍尼韋爾的核心業(yè)務(wù)依然是創(chuàng)造用于過(guò)程管理應(yīng)用的產(chǎn)品，并把它們提供給過(guò)程制造商。即使無(wú)線“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”也完全不能改變這一策略。霍尼韋爾承擔(dān)著平臺(tái)集成的任務(wù)，贏得了能夠按照客戶所需提供“通用、簡(jiǎn)易和高效”無(wú)線系統(tǒng)的美名。
OneWireless通用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)
霍尼韋爾將網(wǎng)絡(luò)看作執(zhí)行各類任務(wù)的關(guān)鍵資源，及其無(wú)線解決方案的中心組成部分。霍尼韋爾和其它公司結(jié)為合作伙伴關(guān)系，獲得關(guān)鍵性的組網(wǎng)技術(shù)，但由霍尼韋爾來(lái)全面管理OneWireless網(wǎng)絡(luò)解決方案。他們還合作部署設(shè)備健全監(jiān)控和定位解決方案等利用此網(wǎng)絡(luò)的重要無(wú)線應(yīng)用。
霍尼韋爾的客戶研究顯示，可擴(kuò)展性是未來(lái)系統(tǒng)的關(guān)鍵資產(chǎn)，有助避免未來(lái)運(yùn)營(yíng)的局限。客戶還要求提供操作靈活性。未來(lái)的生產(chǎn)、管理和法規(guī)監(jiān)管都將有所變化，新的和潛在的重要應(yīng)用及技術(shù)總會(huì)不斷涌現(xiàn)，擁有高度可擴(kuò)展的自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施，以使制造商能夠快速有效地回應(yīng)不可避免的改變。
擴(kuò)展性的一個(gè)重要方面是對(duì)多種應(yīng)用的支持。無(wú)線傳感器的普及應(yīng)用需要某種形式的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。正如霍尼韋爾的移動(dòng)操作員產(chǎn)品使用安全的Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一樣。定位技術(shù)依靠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。新的和現(xiàn)有的應(yīng)用也已轉(zhuǎn)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
圖1 霍尼韋爾全球無(wú)線應(yīng)用
霍尼韋爾的無(wú)線解決方案于2003年開始出貨。現(xiàn)在已為
500多個(gè)用戶安裝使用。此圖只顯示了部分得益于更高
安全性、可靠性和效率的客戶分布。隨著霍尼韋爾全球
2.4 Ghz產(chǎn)品的供應(yīng)，亞太區(qū)客戶于2007年
開始安裝無(wú)線解決方案。
因此，網(wǎng)絡(luò)本身就是OneWireless的核心組件，在某種程度上甚至是最小配置。它將是承載霍尼韋爾和第三方產(chǎn)品與服務(wù)的單一多功能網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)包含成本、兼容性、性能、安全性和對(duì)移動(dòng)工作者的支持。
提供一流的安全性是設(shè)計(jì)OneWireless通用網(wǎng)絡(luò)伊始考慮的首要因素，霍尼韋爾與3eTI公司合作創(chuàng)建了創(chuàng)建了一個(gè)集成、安全的網(wǎng)格網(wǎng)，專為防止數(shù)據(jù)安全性漏洞而設(shè)計(jì)，不會(huì)增加OneWireless解決方案的復(fù)雜性。
網(wǎng)格網(wǎng)的設(shè)計(jì)始于作為電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的根節(jié)點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，會(huì)自動(dòng)被網(wǎng)格識(shí)別，并在每個(gè)新節(jié)點(diǎn)處建立虛擬橋接。網(wǎng)格智能地選擇最短、“最經(jīng)濟(jì)”的路徑，并不斷進(jìn)行優(yōu)化。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)未連接上，網(wǎng)格會(huì)檢測(cè)故障并自動(dòng)配置其周圍的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)網(wǎng)格網(wǎng)數(shù)量增加時(shí)，可以增加冗余根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，以覆蓋整個(gè)操作中增加的地理范圍。
OneWireless是一項(xiàng)霍尼韋爾的長(zhǎng)期策略，他將使霍尼韋爾在即將來(lái)臨的無(wú)線過(guò)程自動(dòng)化時(shí)代繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)力。其組成包括無(wú)線傳感技術(shù)、無(wú)線工作者及持續(xù)豐富中的新應(yīng)用套件。這些應(yīng)用拓展了獨(dú)一無(wú)二的無(wú)線功能，同時(shí)又集成了曾擔(dān)任過(guò)無(wú)線所負(fù)功能的原有有線設(shè)備。所有這些解決方案組件都由一個(gè)新的任務(wù)關(guān)鍵型無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)支持。聚焦于管理該技術(shù)解決方案系列，并將其提供給在規(guī)模和組合兩方面皆符合其需要的各制造商與工廠，這是霍尼韋爾的發(fā)展之道。
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