无线先驱告诉我们一切

这是一个看一些工业无线网络技术的早期用户面临的一些试验,磨难和挑战,以及一些经验教训和获得的福利。

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有一个关于先驱的古老格言:他们是那些把箭头拿回的人。然而,在最好的案例中,成功地躲避箭头的先驱 - 甚至幸存下来,是那些也是在前面获得出来的优势的人。当涉及到工业无线网络技术时,今天的一些开创性的最终用户认为,他们的努力将仅为自己的公司偿还。

领导费用

拿下David Runkle的案例,Lost Pines Power Park的生产经理,电力发电机大约40英里的奥斯汀,德克萨斯州东南部。去年跑克莱领导收费,在设施上安装无线基础设施,为新的无线公共地址系统提高人员效率,他面临着他的公司信息技术(IT)部门的沉重反对。一个IT人员,关注安全,甚至聘请了第三方黑客试图在推出时闯入系统。

朗克尔还遭到了一些工厂人员的批评,因为他和一家无线供应商组建了一个由员工组成的“核心团队”,测试一套无线网络语音(VoIP)寻呼设备。他们的错误是太早分发设备,在所有的系统漏洞被解决之前。一些工人已经对这项技术持怀疑态度。当无线系统由于间歇性问题而突然停止工作时,这些怀疑就会加剧。

这个问题的原因很小,而且已经被纠正了。但由于测试进行得太快,失落的松树无线团队失去了从工厂关键人员那里获得一些项目“早期支持”的机会。回想起来,朗克尔说,“我们可能应该等到我们知道所有的问题是什么。”

然而,今天,逃离者在早期问题幸存后,跑克尔是“仍然站立”。无线系统已启动并运行,并运行良好。并且基础设施为公共地址系统建立的成本约为25%,比相当的硬连线系统的成本为大约25% - 包括在失落的松树复合体上的“无线伞”,这可以成本有效地容纳其他工业无线应用程序。

Runkle说,这意味着丢失的松树电力园现在已经利用其新的无线基础设施兑换了广泛的其他节能工业无线应用。“该项目仅在通信部件上有理由,现在我们已经有许多未来的应用程序已经在绘图板上。”这些范围从互联网协议(IP)摄像机的远程无线监控,到无线罐电平传感,泄漏检测和无线系统,用于基于应力波分析的设备监控。

PPG Industries'Charles,La,植物,植物正在使用eMERSON的智能无线自组织网状网络技术在其腐蚀性单元。左侧示出的是一个罗斯蒙特无线温度变送器,该变送器被用作无线温度和电平传感应用的中继器。Mesh技术在测试中工作得很好,PPG高级设计工程师Tim Gerami(右)PPG计划扩大该技术的PPG计划。

它买入

工业无线空间的另一位先驱是Charles,La湖的高级设计工程师。,PPG Industries Inc.的植物,植物厂,其中包括大约765英亩的20多个操作单位,制造氯,烧碱和氯碳氢化合物。

与“失落的松树”的朗克尔不同,杰拉米说他没有受到公司IT员工的任何攻击。其中一个关键是,Gerami和他的Lake Charles工程师同事很早就让公司IT部门参与进来;他们邀请PPG匹兹堡公司总部的IT人员加入最初于2005年成立的多学科团队,调查路易斯安那工厂使用无线技术的情况。Gerami表示,其结果是“(it部门和过程控制部门之间)进行了非常自由和开放的交流,我们都相处得很好。”他补充道,在每一步都有IT的参与,也确保了无线团队不会与任何企业IT政策相冲突。

这并不是说,查尔斯湖无线团队没有遇到其早期问题和挫折的份额。一些挫折与无线技术无关。PPG团队在2005年夏末获得第一个无线试点项目的批准后不久,飓风丽塔咆哮着,敲掉了电力并在查尔斯湖植物中留下了站立的水,关闭了2½周。然后,从2006年5月下旬开始,该工厂遭遇了110天的罢工,这对球队安装和测试无线技术的能力具有同样衰弱的影响。这是现实世界的生活。

Gerami说,尽管存在这些障碍,PPG团队还是成功地在整个2006年完成了对各种无线技术和应用的测试,并将在2007年继续进行测试。并不是所有事情都一帆风顺,或者结果都如预期的那样。

无线光纤

在早期,PPG测试了IEEE 802.16 WiMAX技术(用于微波接入的全球互操作性)和IEEE 802.11 Wi-Fi技术(用于无线保真)。两者都是由电气和电子工程师协会(IEEE)颁布的无线标准。Wi-Fi是人们熟悉的、越来越普遍的技术,可以通过家庭、办公室、机场和咖啡店等零售场所的“热点”实现无线连接。WiMAX是一种更长的、更高带宽的无线技术,可用于长途、回程应用,还可以在设施上提供无线“伞”。与典型的几百英尺的Wi-Fi覆盖范围相比,WiMAX支持30英里的覆盖范围,以及高得多的数据速率。

WiMAX是“类似的无线光纤”,申请摩蒂特领域的首席执行官Steve Lambright,Calif.的供应商提供了基于WiMAX的产品家庭的工业用途。该公司的离子产品平台旨在为宽带无线能力提供宽带无线能力,可讨正可取的基础。例如,来自远程安全摄像机的视频数据以及基于Wi-Fi的VoIP流量以及来自IEEE 802.15.4无线网状传感器网络的数据,都可以在Lambright解释的同一WiMAX网络上回转。

Invensys Process Systems,Foxboro,基于Mass.的自动化供应商,已与申请合作,以提供无线应用程序服务。由于PPG Lake Charles Plant使用来自Invensys Foxboro的分布式控制系统(DCS),该工厂的PPG无线团队与Invensys / Apprion团队合作 - 以及各种其他供应商 - 对于其中一些早期无线测试。PPG工厂还使用来自艾默生进程管理的罗斯蒙特发射器,奥斯汀,基于德克萨斯州的流程控制供应商,因此PPG团队还开始与艾默生的早期工作,作为一些供应商的智能无线网状网络技术的测试网站。



WiMAX的意图

Gerami说,在WiMAX方面,PPG在2006年初就开始测试从一个便宜的IP摄像机无线传输视频数据。“当时,我们的目的是让WiMAX覆盖整个工厂,有WiMAX连接的安全摄像头会把视频传回来。”PPG团队还在考虑将WiMAX用于条码或射频识别(RFID)扫描数据的运输,这些数据将用于跟踪产品和材料的叉车运输到整个工厂约150个送货站。

另一个WiMAX连接将处理查尔斯湖工厂和大约8到21英里外的两个盐水原料工厂之间的长途语音通信。该系统将取代与偏远农村地区卤水油田之间不可靠的电话连接。
但是发生了几件事,改变了PPG团队对WiMAX的思考。一个是WiMax技术在市场上起飞的失败。“我们听说有丰富的WiMAX电器出来,因为英特尔royale芯片,它是WiMax,”格拉米说。“我们认为将有WiMAX笔记本电脑出来,以及WiMAX VoIP,WiMAX PDA(个人数字助理)和其他事情。”但到目前为止,尽管通过微处理器供应商Intel Corp.,Santa Clara,Calif的Rosedale芯片引入了Rosedale芯片,“刚刚没有发生,”Gerami观察。

因此,PPG团队开始仔细看看Wi-Fi的能力,它还在查尔斯湖植物中进行测试。该团队发现它可以使用室内工业Wi-Fi接入点,定价约为300美元,并将其封装在国内电气制造商协会(NEMA)4倍户外用途,以户外使用,仅在200美元的费用中,Gerami表示。“所以,不到1000美元,我们可以获得54兆比克/秒(MB / S)Wi-Fi接入点,”他指出,“虽然WiMAX基站可能会花费6,000美元。”

一个更好的选择

Gerami表示,Wi-Fi技术不能匹配WiMax的吞吐量或范围。“但是一旦我们开始学习它,我们就会更好地覆盖Wi-Fi的植物,通过拥有数百个接入点,而不是用一个,两个或三个WiMAX覆盖工厂,”Gerami解释说。

涉及WiMAX的第二件事是PPG团队使用的一个承包商显然为其中一个测试应用程序安装了错误的无线电。承包商安装了一个点对多点单元,而不是部署用于开始的盐水场通信测试的浏览器场通信测试的点对点WiMAX无线电。结果是系统无法正常工作。Gerami说,现在已经决定用专用的5.9吉格赫兹非WiMAX无线广播电台取代长途WiMAX联系。

在没有提供一些学习经验的情况下,PPG的Wi-Fi测试也没有进展。Gerami说:“在2006年初,我们安装了几个Wi-Fi接入点,但是它们的出入出现了一些问题。“我们最终在咨询师的帮助下发现了问题所在,并进行了一些固件升级,使系统变得相当稳定。”

PPG团队还了解到,即使Wi-Fi接入点可能被标记为“工业”,这并不一定使其成为。PPG在Charles Plant湖的三种刻薄的碳水化合物生产单位之一中已经做了大部分无线测试。这包括安装九个Wi-Fi接入点,用于使用VoIP进行测试,以及用于操作员轮的无线手持式计算机以及平板电脑个人计算机(PC),用于技术人员在无线设备校准中使用。

Wi-Fi故障

尽管使用了早期的Wi-Fi接入点的“工业”评级,但PPG团队发现该单元无法承受户外腐蚀性环境的严格,包括氯,苛性钠和酸。“他们会说它是工业的,但它只是第1级。它将符合防爆评级,也许是1级,DIV。2,但它不会符合NEMA 4X腐蚀性等级,这是我们所需要的,“格拉米说。在今年4月,一些Wi-Fi接入点由于垫圈的垫圈侵蚀和腐蚀而导致的铝,而不是不锈钢,而不是不锈钢。

Gerami说,在研究了这个问题之后,PPG团队确定当时没有厂商在制造真正的工业Wi-Fi接入点。PPG团队通过购买价格较低的室内Wi-Fi接入点并将其封装在NEMA 4X外壳中解决了这个问题。Gerami说,至少有两家供应商——apprion和思科系统——已经推出了Class 1, Div. 2 NEMA 4X Wi-Fi接入点。但目前,PPG正在使用封闭在NEMA盒子中的室内接入点进行测试。Gerami说,该团队希望尽快决定使用哪种方法和哪个供应商的接入点,然后推进在2008年覆盖整个工厂的计划。他估计,包括工厂的20个运营单元和各种非生产区域,可能需要大约300个Wi-Fi接入点。

作为他对可能想要开始使用无线的其他工业最终用户的建议的一部分,Gerami建议使用尽可能多的供应商,然后“测试,测试,测试和测试更多。如果任何推销员想要带给你一些东西来试用,请继续尝试,“他说。“这是值得的,因为你学到了这么多。”虽然PPG已经决定避免使用WiMAX技术,但Gerami表示,PPG团队仍然与申请和Invensys“谈判”,以查看他们的最新产品。他们有一个非常好的解决方案,我们还在考虑他们,“他说。

PA升级

实际上,失去的松树赛道说,他的公司成功的无线实施和基础设施是基于Invensys /申诉技术。由下层科罗拉多河管理局(LCRA)运营的失落的松树电力公园由两个相邻的电力生产设施 - SIM Gideon Power厂组成,该电厂于1965年开始商业运营,建造了新的失落的松工工程在2000/2001时间框架中。

当两项运营于2005年2月合并时,在SIM GIDEON的生产经理一直合并,接管了合并运营的工作。他说,它很快就是显而易见的是,需要升级组合的植物通信系统。SIM GIDEON的42岁公共地址(PA)系统正在迅速达到过时。由于较新的工厂没有PA系统,尝试页面和以其他地方定位工厂的技术人员是非常低效的,因此可以在两个网站上工作。

对于硬连线PA系统的提案请求产生了“贴纸震动”,因为螺旋盖放了它。但是通过一个带有Invensys的12岁的LCRA联盟,Runkle听到了无线的无线/申诉方法,并询问了可能的用途,以满足失去的松树的沟通需求。2006年7月,申诉和Invensys的网站评估表明,“这是非常可行的,”罗克尔说,尽管失落的松树设施的大型钢结构优势,但仍然是大型钢结构的优势。

该项目虽然有各种问题和挑战,包括在这个故事之中描述的那些。但最终说,逃亡的松树最终有一个高效的系统,包括360度的WiMAX回程系统,在该设施上创造无线伞。在整个工厂中安装了总共51个Wi-Fi接入点,用于局域网接入,并且常见的基础设施使VoIP能够使用工人在颈部佩戴的语音激活的吊坠来支持无线通信。在整个工厂安装无线扬声器,系统与专用分支交换(PBX)系统和个人手机集成,以增强连接。

整个基础设施的成本为“略高于40万美元”,Runkle表示,而在任何成本加载商之前,对于硬件有线PA系统提供的56万美元的价格标签。现在,鉴于WiMAX回程系统的供应商和标准 - 无可止境性质,Sunkle说:“我们选择购买的未来无线应用程序可以很容易地添加到已经到位的基础上。因此,投资回报将继续下去。“


网测试

除了Wi-Fi和WiMax之外,今天在工业空间中最多讨论的技术之一是无线网状传感器网络。对于一个人来说,Runkle一直在与艾默生合作,关于未来的某些供应商在此竞技场的产品的测试。Gerami说,PPG Lake Plant公司一直与Emerson作为卖方的新兴智能无线网状网络系列的Beta测试网站。

与其他无线技术一样,PPG在其苛性单元中完成了其无线网格测试。“我们带来了900 Megahertz(MHz)Elpro技术[到了刻录物],我们的900 MHz无线网格艾默生技术,我们的Wi-Fi,我们也有WiMax一会儿,只是为了确保共存不是’t an issue,” Gerami explains. “And they seemed to work very well, all together, and are still working very well.”

PPG的初始智能无线测试涉及八种无线传感器,为某些现有雷达电平系统提供冗余罐电平测量。“只有雷达,我们每四个小时用手捆扎或测量坦克,”格拉米说。“但现在,随着雷达和艾默生无线电平传感器,我们只在星期天带上它。”

随后的Smart Wireless测试包括10个额外的传感器来测量蒸汽管道温度。“这些管道之前根本没有温度测量,”Gerami说。Gerami说,网状技术的效果非常好,PPG目前的长期计划是在整个工厂安装基于智能无线的温度监测系统。“我认为,我们将在今年年底前实现这一目标,如果不是更早的话。”

PPG继续与eMERSON合作进行额外的智能无线产品技术的测试版。该清单包括无线振动监视器,无线腐蚀监视器,仪器健康监视器和emerson的AMS预测维护应用程序套件的无线设备管理器。

福利纳大

Gerami说,到目前为止,PPG购买、安装和测试全系列Wi-Fi、WiMAX和无线mesh技术的总成本已经在40万美元左右。但他指出,仅使用无线网状技术,管道和布线成本在2006年就已经节省了21.6万美元,预计在2007年和2008年还会额外节省34.3万美元。更不用说预期的好处了,这些好处包括提高配备无线平板电脑和手持设备的工人的生产率,消除电话租赁线路,以及以前在有线世界无法获得的无线收集数据的能力。

尽管遇到了一些问题和挑战,Gerami和Runkle都不后悔在无线领域的先行者。两家公司都认为,这些努力使它们的业务向前发展具有优势。

“我确实觉得我们真的试图与无线的尖端,”Gerami观察。“我希望我们比我们更进一步。丽塔和罢工真的伤害了我们。但我们正试图将它放在一起并前进,因为这里有很多储蓄。这是一个真正的东西,我们很兴奋。“

失落的松树的朗克尔也同样热情洋溢。他说:“我们将准备好迎接无线领域的任何挑战。”“我认为我们走在了前面。毫无疑问,在我看来,无线技术将成为流程领域的下一个大事件,”他宣称,“因为它管用。”

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