工厂应用：打开Wi-Fi

无线以太网怎么样？第二个问题很容易回答：没有无线以太网。以太网，IEEE 802.3，在电线上运行。是的，你会看到这个词。目前的Wi-Fi或无线保真 - IEEE 802.11a，802.11b，802.11g和802.11-2007（用较小的熟悉-h，-i和-g卷起-a，-b和-g）j） - 定义无线局域网（LAN）已经与许多呼叫Wi-Fi，“无线以太网”的以太网有不可识别的。

{MoSimage} Wi-Fi接管了一系列工厂应用程序。部分原因可能被称为对等压力：在工业环境之外，IEEE 802.11 Lans的巨大安装基地基于电气和电子工程师协会标准 - 在实际上的工作。第二个驱动程序是以太网的直接链接，适用于使用工业以太网的环境以及与基于以太网的企业IT系统进行通信的环境。

Wi-Fi广泛使用的原因很多。首先，商业或消费者方面的硅投资最小。芯片和电路是商品价格的商品项目，驾驶设备价格下跌至低于一顿温和的餐厅。

其次，人们喜欢Wi-Fi并要求它处于坚固状态的好吃的东西。名称从严厉实用的任何原因到轻浮的空袭和周围的人都将尝试使用802.11（x）连接。结果是，每个新的笔记本电脑 - 实际上，任何将到达电子邮件或网址的新设备 - 包括无线，以及手机之间的线条，个人数据助理（PDA），MP3音乐播放器和无线计算机越来越模糊。

结果是，尽管Wi-Fi曾经是一项苦苦挣扎的新技术，但现在在任何地方登录无线局域网都比避免登录局域网容易得多。事实上，现在的802.11无线电波是如此的拥挤，以至于我们中的许多人(尤其是那些在路上的人)花了相当多的时间来弄清楚我们在特定的地区使用的是哪个局域网。这可能需要花费许多分钟来确保你在你想要的局域网中，在你周围的所有局域网。

在802.11高速公路上流动的交通可能会在您周围的空中，特别是如果您的设施在办公楼或家庭住宅附近的任何地方，或者您拥有无线连接（大多数人）。

因此，Wi-Fi正在向生产招手。一般来说，对它的警报只有三种回应。第一种选择是，在当前的经济衰退席卷各种技术，尤其是那些致力于硅芯片的技术时，按期实施。目前还不清楚谁会从这种方式中受益(如果有人的话)。在一段时间内，需要跟上的变化将会更少。在供应商社区，幸存者将比去年(或过去十年)繁荣时期的参与者更小、更瘦、更饥饿。不幸的是，与此同时，对于制造来说，用于定制安装的资源的可用性将大大减少——而制造完全依赖于定制。

第二个是保持直到下一代Wi-Fi规范IEEE 802.11n成为主流。新一代，801.11n可能会在今年11月达到最终确定。其承诺的干扰，更多的数据吞吐量，可能增强安全 - 为未来提供了一个玫瑰色的光辉，几乎肯定会邀请工业需求进入其温暖。更稍后的更多信息。

第三是评估当前的Wi-Fi与工厂需求有关。然后，如果该技术令人吸引人，则下一步熟悉任何网络实现：研究，策略和安装。

但这些不是唯一的回应。“Wi-Fi和以太网是稳定的根深蒂固的技术，但传感器网络等应用有更好的选择，”罗克韦尔自动化自动化供应商罗克韦尔自动化公司的战略应用经理Cliff Whitehead说。Whitehead是国际自动化ISA100标准委员会国际自动化学会研究小组的联合主席，正在开发工业无线标准。“请记住，无线电在电脑前长期用于制造，或802.11，或任何全面的标准，如此。结果是，有许多点解决方案涉及许可和未许可的无线电频带，蜂窝或任何数量的媒体，用于发送此或任何无线电线的数据。他们都在工作，为某些需求，其中许多人比Wi-Fi更好地工作。“

如果Wi-Fi无法达到控制网络，则一个原因是性能。Whitehead指出，现有802.11a / b / g技术上的性能并不像有线那么快。“对于定期监控，例如每秒左右，Wi-Fi工作正常，”Whitehead说：“但对于微秒时框架中的高速运动控制，无线不在A / B / G中，并推动信封在[802.11] n。另一方面，对于点对点数据共享，或用于具有笔记本电脑的移动工作者进行程序调整和故障排除，Wi-Fi是一个很好的替代方案。“

Hesh Kagan，管理顾问，企业架构和集成，用于自动化供应商Invensys流程系统，在Foxboro，Mass。和总统无线的工业的网络联盟（www.wina.org），同意Wi-Fi远非答案到一切。“工业无线世界上有两个主要部门，”他说。“第一个使用802.11 Wi-Fi适用于企业范围或二次实现中的工作站或设备。这些不是直接控制的控制。作为操作控制的一部分，第二个围绕现场传感器旋转。在这个领域，Wi-Fi遗憾的是，与较低的电源饥饿的设备相比，占用了大量的功率，设计用于满足ISA100和802.15.4。电池寿命在现场传感器世界中非常重要，而Wi-Fi会迅速吸入电池。“

如果传感器网络和控制应用对Wi-Fi不理想，卡根建议有几层应用非常适合，从最简单到最复杂。一般来说，应用程序是过程仪表或机器控制的辅助工具(而不是直接参与者)，也就是说，它们提供概述和管理功能，而不是操作控制。

Kagan说，这种辅助应用程序的第一个是无线视频：“远程可视化提供最简单的应用程序。只读应用程序，基于Wi-Fi的视频利用了广泛的低成本产品。“对于低光和外部应用，”具有高度能力的相机，“他解释道。“它们很容易建立并提供一种死亡的简单方法来收集需要观看的内容，无论是入侵者的周长，还是泄漏的坦克，或任何数量的安全相关的需求。如果您想在巡回剪贴板 - 载体上的负载下，您甚至可以专注于拨号和指示器。“

Neil Peterson，无线工厂网络的服务营销经理，在供应商Emerson Process Management，Austin，德克萨斯州，同意：“视频监控提供减排，周边控制和安全需求等内容的经济高效可视化。由于Wi-Fi与各种网络配置共享资源，因此它可以共享大部分现有基础架构。这使得安装相对无痛。“

类似的应用包括支持Wi-Fi的运动检测，环境热量或一氧化碳传感器和具有无线电的类似装置。所有这些设备都以商业安全和安全单位为良好建立。

稍微复杂的是无线启用移动运营商，谁可以从双向连接中受益。这里，特定的操作信息被引导到最终用户，从而给他们访问非无线世界中的数据或信息将被锁定在印刷手册或固定站计算机终端中。同时，运营或维护数据可以通过Web从移动资源从移动资源传输到控制室，企业系统或远程资源。

“在控制室的不醚人中有价值，”Kagan说。“流程间测量，操作员访问设定点或远程确认警报 - 任何数量的移动应用程序 - 非常适合启用Wi-Fi的手持设备或计算机。涉及一定程度的安全性，但它很容易允许或禁止对特定运营商的特定变化。“

“[Wi-Fi]接入点是一个目的的方法，在这种情况下结束是移动性的，”艾默生的彼得森说。“Wi-Fi为操作员提供了一种经济高效的方式，在执行现场执行手动步骤时，操作员可以从手动运行中运行东西。在小植物中，特别是Wi-Fi让人们将链子打破他们的办公桌。“

“下一层，控制移动资产，正在获得很多兴趣，”哈兰说。“RTLS（实时位置服务）从设备或徽章上的Wi-Fi启用标签中受益。设置移动资产跟踪以这种方式对流程或控件没有影响，允许您添加重要的功能，价格很少。“

“通过无线RFID [射频识别]标签，您可以确切地知道您的人员所在的位置，”Peterson指出。“这对进入危险区域的团队来说，这可能是有价值的 - 您可以留意暴露时间。更重要的是，在安全相关的常规中，RFID标签让您确切地知道谁退出了危险区域，谁没有。“

请注意，避免侵扰性跟踪很容易，只需通过停用系统，除了在安全需求需要清晰，准确地了解人们的位置时，除了那些时刻之外。

最终触摸是能够使用Wi-Fi将相关信息发送到维护团队。“您可以将修复程序编码为逐步的任务，”Kagan说。“那么，无论他们在哪里，他们都可以积极识别一块设备，然后下载给定修复的确切过程。你可以做的更多。您可以收集机器数据和修复信息，并再次从[Wi-Fi]接入点的Accke内的任何位置重新发送到服务器。结果是一种反映现实的维护数据库。“

作为这一愿景的一部分，去年8月，Invensys的Wonderware业务部门收购了基于休斯顿的SAT公司，其英特拉克鲁克企业套件的移动产品集。它们包括可配置的软件和移动硬件，用于工作流，程序和常规任务管理。最初专注于维护，Intelatrac正在扩展到基于广泛的生产和合规应用。

寻找更多复杂性？由于Wi-Fi和以太网的紧密集成，最广泛的LAN技术，后者提供优势的应用领域不应限制。具有讽刺意味的是，以太网的原始灵感是无线电广播，通过在有线连接中检测到比射频连接更好的数据冲突的能力。

一旦数据被门控到以太网，第一个增益就是与运行广泛应用程序的大量设备通信的能力。特别地，企业信息技术（IT）依赖于以太网，因此对以太网的Wi-Fi桥使得许多IT从业者围绕生产数据感到更加舒适。第二个增益是直接连接到以太网粗曲兄弟，工业以太网（IE）上运行的越来越多的应用程序基础。即作为链路层协议提供与串行总线相比增加的总线速度，以及对相对低成本的标准设备的访问。（有关详细信息，请在“搜索”框中键入“工业以太网”aw的网站,www.myenum.com。您将在技术中找到一个很好的功能，白皮书和产品信息。）

与大量无线技术一样，工厂Wi-Fi应用仍在其初期内。Peterson指出，斜坡提供最大的灵活性。“这很容易以散射接入点开始，”他说。“您可以从单个回程网络或无线现场网络开始，甚至可以通过单个接入点漏到控制室。通过这种方式，您可以获得移动工作人员覆盖或任何数量的用途的热点。明年，可以为相对较低的成本添加另一个接入点，然后添加另一个接入点。每次加入都拓宽了Wi-Fi可访问性，而无需绘制太多预算。“

卡根表示:“一个新兴的增长领域是，通过控制对精确精度的工程驱动，有可能提高生产率。”“不用1,500美元的温度监测仪，在整个范围内分解十分之一度，不如在电机上安装一个相对粗糙的无线装置，看看是否过热?”事实证明，用许多临时的监测传感器围绕一个潜在的问题区域比使用一两个高精度设备更实用。显然，这种情况只会出现在几秒钟的延迟或读数偏离真实值几度不会有什么影响的情况下，但这样的情况还是很多的。”

IEEE 802.11n标准的进度正在添加新的潜在应用层。在市场上已经存在“草稿n”设备。制定标准承诺加快Wi-Fi获得追随者的速度。有一件事，802.11n提供了与早期802.11规格相比显着降低的吞吐量。

Whitehead说:“最大的收获是提高了快速、完整传输数据的可靠性。”他引用了802.11n中一些增强传输的技术元素，其中最主要的是MIMO(多进多出)技术，它利用了多径信号和多天线。这种方法能够传输比单一天线多得多的信息。

“概念上，您正在向多个无线电同时传输，”他解释道。“在我们对思科设备草案的测试中，我们每秒看到2,400至7,500包。这与离散I / O（输入/输出）控件一致的速率一致。“实时”在制造中有很多含义，但这是近乎许多用途的实时。“

此外，虽然以前的802.11标准集中在2.4 Gigahertz（GHz）频段，802.11n可以使用5.8 GHz频率。“5.8中的拥塞较少，”白头说：“所以延迟或误差问题追溯到竞争传播的共存。”

最后，802.11n包含许多其他新方法。信道绑定（发送两个非重叠信道的信息）进一步加速数据速率。数据编码和聚合算法有助于降低开销，同时增加信号清晰度和速度。通过全部，标准过程强调与早期的802.11规范反向兼容性，尽管在使用较旧的Wi-Fi设备的兼容模式下必须减少整体吞吐量。

同时，将未来从未来迁移回到目前，通过Wi-Fi的任何支持或提升到工厂生命，无论它可能是如何尖端或探索如何，都取决于技术规划和实施的标准过程。

“它归结为相同的三件事，无论您是处理Wi-Fi，无线哈特，有线网络还是带有剪贴板的人，”Whitehead说。“第一个是性能，第二个是可靠性，第三是安全性。无线在许多应用程序中没有与一束电缆具有相同的固有可靠性。此外，如果您决定无线是解决方案，则需要记住性能和可靠性受到环境因素的影响。由于现有无线电流量具有射频重叠的可能性，因此您需要知道其他无线与安装有哪些存在。你必须记住，如果Wi-Fi丢弃数据包，它将通过重试。如果您以6秒或另一种方式不会打扰您，如果您在家中下载MP3音频文件，则在控制方面内置的时间外，风险滋扰旅行或彻头彻尾的中断。“

彼得森也强调了标准程序。他说:“每一个解决方案都涉及软件、硬件、服务和定制，每一个方案都必须经过仔细审查。”“你想做什么?”你将来想做什么?您需要首先让涉众参与进来，看看需要做什么。然后你评估这个地点，对于Wi-Fi，你会想做一个无线频率的地点调查，看看空气中有什么，可以这么说。然后就是安装无线网络、应用程序和检查所有的事情了。完成的安装将包括安装后服务的规划——培训、维护、持续评估。你不能只是说，‘这是一个盒子，玩得开心。’”

架构周围有一系列问题，首先聚焦在收音机的确切位置，然后在将数据传输到选择的任何终点。

“你正在看几乎无限数量的方式可以将系统放在一起，”白头说。“随着应用程序空间落下，人们分享基本概念，这些毫无疑问地解决了一些不同的主要策略。然而，现在，我怀疑任何人都会从头开始感到舒适，从他们自己工作。每个人都在空间供应商，顾问，设备制造商，最终用户，每个人都有责任确保他们正在部署他们理解的东西。标准越来越充实，参考体系结构提供了部署建议。此外，随着标准的增殖，越来越多的人对所涉​​及的技术感到满意。一旦发生这种情况，你会发现越来越多的人能够看到给定方法的能力和不足。“

无线的工业的网络联盟
www.wina.org

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