无线技术以及菲尼克斯电气的无线产品

    用导线传输信号是一种成熟的技术，它的成本低、安全可靠，但这都是相对的，在很多场合，有线传输并不方便。现在在家里和办公室布网的时候已经用许多无线方案来取代复杂的布线，但无线技术何时会用于工业中？会使用哪种无线技术呢？


    工业应用中用户使用无线技术进行数据和信号传输主要可满足以下几种需求：

  ◆  设备自由移动的需求

  ◆  无损耗传输介质的需求
 
  ◆  信号跨越长距离或危险区域的需求

  ◆  进行快速和简便安装及启动的需求

    通常，直接的硬件成本比较无法无法真实体现无线方案的潜在成本节省，必须对成本的有效性进行总体估算。在机械和系统中创造性的使用无线技术经常导致新方案的产生，而不仅仅是纯接线方案的替代。

在不同的领域对通讯的要求是不同的，这导致了不同的无线技术的产生：

过程自动化领域：

    在过程工程领域，对传感器检测数据的精度有相当的要求，而长导线回路，障碍物如公路、铁路或河流，以及复杂的地形通常使安装成本变得很高。用于测控系统的工业无线通讯经常能节省可观的时间和金钱，当然，无线技术必须满足以下要求：

  ◆  高可靠性；
  
  ◆  传输范围从几百米到几公里；

  ◆  数据量小

  ◆  传输周期约几百毫秒，比较长；

  ◆  启动简单；

  ◆  优异的诊断性能；

  ◆  能快速接入已有控制系统。

生产自动化应用：

    不同于过程自动化，生产自动化中长控制导线一般不常见，通讯设施也更先进和紧凑。从成本考虑，如果导线和电缆的安装是固定的，使用导线连接会更节省费用，但是，在工业生产中，自动化应用的一个显著特性是存在移动的机器和系统部件。

    滑环、集流线或带高柔性数据线的拖链被用来与移动的机械单元通讯，这些介质产生了很高的安装和材料成本，抗干扰能力差。相同的情况也发生在临时安装的场合，如机器人工具的更换，电气接触部分的频繁的连接和断开会导致磨损和错误。

    另外，为了提高生产力，自动化生产过程也需要更大的灵活性，来对客户的要求和市场的需求作出快速反应，这种改动发生比较频繁，需要时间和金钱。

    在以上的应用中，无磨损的无线连接提供了一个代替接线的传输介质，并满足以下要求：

  ◆  小数据量

  ◆  快速反应时间

  ◆  高可靠性

  ◆  短距离

  ◆  多套系统可同时工作

  ◆  操作简便；

  ◆  连接成本低；

  ◆  能方便接入已有的自动化网络和控制系统。

现在市场上比较多的无线技术主要有：

WLAN (IEEE 802.11)

    由于以太网的普及，特别是PROFINET在现场的应用，无线通讯可以轻易被纳入自动化网络，这一点非常吸引人。WLAN的优势在于：

  ◆  总带宽高达54 Mbps，净带宽24Mbps;

  ◆  可支持网络中的许多设备，>256个；

  ◆  高移动性，满足带很多节点的有移动控制需求的自动化网络；

对以太网协议透明。

    这些特性使WLAN特别适合于移动操作、监视、维护，以及与移动控制系统进行通讯。然而，目前WLAN 802.11在进行过程和控制信号通讯方面还不能满足可靠性、快速性和稳定性的要求，另外，WLAN不适合多套系统同时工作，WLAN的组态工作也比较复杂。
菲尼克斯电气可提供直接安装在现场的工业级的无线以太网产品：

1）IP65；

2）工作温度-20°C … +55°C；

3）抗震5g；

4）抗冲击15g；

5) 采用2.4GHz免费频段，无需申请，无需付费；

6) 可提供同时工作在2个通道的模块。

这种产品充分考虑到了移动设备的应用。

蓝牙

    蓝牙是一种通用的通讯方案，最多可联7个从站，它对带宽要求较低，传输的是小数据包，采用主/从分时通讯方式，周期控制数据可以进行快速和稳定的传输。蓝牙通讯的优势在于：

  ◆  通讯可靠，耐用

  ◆  成本低

  ◆  实现小数据包的快速、周期和稳定传输

  ◆  多套设备可同时并行工作

  ◆  可以与WLAN 802.11并行工作

  ◆  无线通道易于搭建

  ◆  对以太网网络协议透明

    由于这些特性，蓝牙特别适用于控制信号的快速传输、通过串口或IP协议通讯的控制系统，以及现场的无线方式组态和维护。

    菲尼克斯电气的有工业级的蓝牙I/O、蓝牙串口（RS232/RS422/RS485），均采用FHSS（跳频扩频）技术和免费频段，其中：

    1) Wireless-MUX-OMNI-Set可传输16DI/16DO/2AI/2AO，室内距离100m，室外距离200m，如换成远距离天线，则室外可达400m，一般用于点对点连接；

    2) FLM BT DIO 8/8 M12-P2P-Set可传输8DI/8DO，可接INTERBUS/PROFIBUS/CANOPEN/DEVICENET标准现场总线协议。

    3) FL Bluetooth Access Point 可将以太网和蓝牙进行转换，用于对数据量要求不大的场合。

Trusted Wireless

    有一些自动化不要求在现场广泛使用无线技术，则可使用如Trusted Wireless这一类的特殊工业无线技术，它有以下优点：

    能可靠耐用的传输少量信号，能抗恶劣环境；

    传输距离广，从几百米到几公里；

    传输信号的周期小于100ms；

    多套系统可一起工作；

    可与WLAN和蓝牙并行工作，不会出错；

    启动简便，即插即用；

    优异的诊断功能。

    Trusted Wireless 因此特别适用于长距离传输测量和控制信号，而这恰恰是过程技术和制造系统的最常见的要求。

    菲尼克斯电气提供一种无线产品RAD-ISM-…，可以满足这种需求。RAD-ISM…是菲尼克斯电气所提供的多种无线产品中的一种，专用于传输标准的控制信号：模拟量4…20mA和数字量信号。它具有以下特点：

    1） 无需组态和编程，即插即用，快速启动；

    2） 采用2.4GHz免费频段，无需申请，无需付费；

    3） 有单向和双向系统，传输周期仅为27ms/37ms；

    4） 采用FHSS（跳频扩频）技术，能有效抵抗现场干扰；

    5） 每套系统最远传输距离10km，并可加中继；

    6） 自带诊断功能，可显示通讯质量；

    7） 通道可扩展；

    8) 支持点到点、点到多点传输方式。