继现场总线之后,工业无线技术成为工业控制领域的又一个热点,在降低工业测控系统成本,提高工业测控系统应用范围方面,无线技术具有独特的优势,也正因为这个原因,无线技术被视为今后几年工业自动化市场的增长点,成为众多厂商争夺的一块高地。而另一方面,现场总线的标准之争也延续到了工业无线市场,并且这种多标准并存的局面不会在短时间内得到解决。那么标准之间的纷争是否会波及用户?作为工业热点,工业无线当前还面临哪些技术难点?针对上述问题,横河电机(中国)有限公司北京研究开发中心总经理钱大涛,横河电机(北京)研发中心无线开发部部长胡荣才接受了IIANews的采访。
横河电机(中国)有限公司北京研究开发中心总经理钱大涛(左),横河电机(北京)研发中心无线开发部部长胡荣才
IIANews:无线技术能保持发展的动力与活力,离不开市场和用户的需求推动。您认为当前用户对于无线技术的需求主要体现在哪些方面?
答:无线技术的发展同样也是与市场分不开的。因为当前很多应用只有无线才能实现,或者在很多应用场合无线技术具有很大的优势,主要有以下几个方面:
1)旋转设备上的安装测量,比如纤维工厂的熟化桶的温度监测。
2)分散大范围测试系统的构筑,比如油井井口的温度压力测量。
3)布线困难区域的温度压力测量,比如密集罐区的测量。
4)现有设备的升级改造,比如非联网压力,温度测量系统的升级改造。
IIANews:在当前的市场格局中,横河公司处于怎样的地位?
答:工业无线市场整体上处于一个起步的阶段。根据相关机构的预测,在2、3年以后将会进入快速成长时期。
横河公司本身对于无线技术是非常重视的,因为如果我们现在不关注无线市场,那么未来与同行业的竞争企业相比就会处于相当不利的地位。而且中国对于横河无线发展十分重要,横河中国不但掌握无线开发的核心技术,对于国际标准的理解、无线开发人才的储备方面也非常独到。现在掌握无线核心技术的人才还是比较少的,而横河中国的开发部门,不但由测量仪器、工业控制仪器等积淀了的丰富无线技术经验,并且清楚的了解客户需求,对于客户未来发展趋势以及市场动向均能准确的把握。因为,将来有线可能也不会完全被无线取代,能满足客户的需求才是关键。
IIANews:当前工业无线主要有WirelessHART、ISA100.11a和WIA-PA三种标准,您认为它们主要的特点是什么?未来三种标准走向融合是否可能?
答:WirelessHART是最早完成标准化的技术,由于脱胎于HART标准,因此与有线HART能很好共存。WIA-PA在国内产学研的共同努力下,产品化过程也取得了很大的进展。ISA100.11a则采用了基于IPv6的技术,能够与物联网和互联网很好地融合;另外还提供了基于透过和数据转化的两种机制与其他的总线技术,包括HART、FF、Profibus等等,很好地互联互通。横河电机作为支持ISA100.11a的主要公司之一,积极开发ISA100.11a相关的产品,从开始销售以来,已经在日本、美国、欧洲、东南亚、中东等地都取得了不错的销售业绩。另外,今年2月的展会上,横河电机展示了公司开发中的下一代无线产品,不但提供Gateway冗余支持,并且在支持的网络规模上也远远领先于竞争对手。
WIA-PA与ISA100.11a在技术上有很多相似的地方,作为由国内厂商提出的标准,得到了国际上很大的关注。在一些大的自动化厂商及用户团体的推动下,三种标准的融合正在密切的讨论中,从长期的角度看,它们的融合是可能的,但是很多地方的还存在技术争论。
横河也在积极倡导标准的兼容性,如果像各种现场总线那样混战,对于用户的使用,对于工厂的管理,对于人员的培养以及技术的维护都是不利的。
IIANews:当前工业无线方案还主要应用于工厂的监测点,今后随着此项技术的不断进步和各项性能指标的不断提高,您认为无线技术的应用将向哪里延伸?
答:其实ISA100.11a不但应用于监测,也已经开始应用于开关控制。随着无线技术稳定性的提高,应用经验的积累,以及高层控制软件,控制器等适应无线的改造的推进,无线技术将会在控制中得到越来越多的应用。
IIANews:当前无线技术发展的技术难点有哪些?
答:无线在工业领域的应用,主要解决的就是稳定性、可靠性、安全性、传输距离、时间延迟、电池寿命等问题。要解决这些问题,一方面需要从无线本身入手。现在无线技术发展很快,一些新的调制解调的方法也会被采用进来,以提高无线技术的可靠性;一些新的算法出现,增加传输的可预测性,虽说有延迟但是能通过无线技术本身的进步来解决的。另一方面就是通过其他的一些系统,适应无线的特点,做一些修改。整体来讲,未来工业无线的可靠性会进一步提升,应用的范围也会越来越广泛。
无线的下一步发展中,主要会集中在改进网络资源的管理方法,提高通讯时间的确定性,对应多种多样的通信速度要求,改善与其它无线技术的共存,加强可靠性。
此外,适合无线大规模应用的往往是距离偏远、区域面积大、环境空旷的场合,但在这样的工况下如何进一步优化电池供电无线仪表的电池寿命,以确保长时间的电源供应是一个难点。延长电池寿命是一个综合性的课题,不但要考虑现场仪表的软硬件设计,无线资源的管理算法,组网优化和电池寿命预测等都要考虑在内。在有条件的地方,采用太阳能或风力供电也是不错的方案。
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