有些人说平板电脑和智能手机正在为行业进行安静的革命。移动人机界面（HMI）和无线应用程序允许访问远程站点似乎突然负担得起。但是，这是一个使它们能够的数字基础设施呢？移动连接可以真正自由剪贴板和控制室的工人吗？
移动连接有呼叫工程师和技术人员在哈弗希尔的水和废水部门中旋转新的自由，质量。不再束缚在控制室的监视器中，运营商可以在一天结束时回家Apple iPad配备4G长期演进（LTE）手机技术。使用高速链路到工厂的控制网络，操作员可以访问实时信息，并可以响应家庭 - 或其他地方的闹钟。
在那里建立的移动连接和其他远程站点应用程序建议，该行业可能是一个信息革命的边缘，就像已经在消费者中进行的那样的信息革命。随着高速连通性的扩散，一些工业用户建立了类似的进入，即消费者在旅途中与智能手机享受的实时信息。其他人刚刚考虑移动应用程序可以证明在所需的数字基础架构中的投资 - 无论是基础设施由4G蜂窝服务，无线网状网络接入点，站点线路还是其他的。
对于哈维尔的市政水厂，建立基础设施的稳步增量投资十多年来。该项目开始借助来自GE智能平台（GE IP）的公司Proficy IFIX HMI和监督控制和数据采集（SCADA）系统的标准操作程序自动化。然后，HaverHill添加了卓越的工作流软件，用于测量和管理植物操作。
由于自动化软件提高了对事件响应的一致性，水厂经理John D 'Aoust决定扩大其业务范围。他为他的随叫随到接线员买了三台笔记本电脑，并在上面安装了通用电气的软件。通过在这些便携式设备上安装蜂窝软件狗，操作人员可以从家里接入水厂的网络。一系列的警报提醒了随叫随到的操作员任何问题，软件允许采取纠正措施，就像操作员在控制室一样。
由于笔记本电脑的小舰队要求定期更新和维护，因此D'AOUST通过巩固它们来降低成本。“从三台笔记本电脑到iPad的颠倒是，只有一台机器维护，每只iPad的价格远远不足以购买多台笔记本电脑，”他解释道。“节省了一段时间，它降低了我们系统的复杂性。”
与大多数移动应用程序一样，安全是克里希尔克服的主要技术障碍。保护iPad连接的解决方案是重新格式化工厂的虚拟专用网络（VPN）。最终，工厂还改变了提供者以使其工作。
企业还可以走这么远来锁定自己的平板电脑和其他移动设备与限制他们到工厂的Wi-Fi使用的协议，根据马特·韦尔斯，GE的自动化软件的总经理。“这取决于应用程序，”他说，“但对于面向控制的移动应用，这些设备往往是非常具体的。”
速度提升分析
除了让Haverhill的随叫随到的运营商能够远程监控工厂之外，LTE连接的另一个重要好处是能够运行分析。例如，在暴雨期间，水流很大，操作人员可以使用数据和工厂的模型来决定处理废水的行动方案。GE IP的Proficy Troubleshooter从历史数据中提取必要的信息，并使用它来计算预测工厂将如何表现的5个关键绩效指标(kpi)。在使用这项技术之前，操作人员必须查阅Microsoft Excel电子表格中的历史数据，并手工将其拼接在一起。
在GE IP威尔斯看到那么快4G通信带来的远程应用程序作为分析的实际好处之一。“随着数据传输速率的移动网络增加，你可以在终点把更多的情报，并将其链接到中央服务器，”他说。“这让你运行更多的分析，以增加本地和远程资产的可靠性。”该软件可以不断寻找趋势设备的行为，并预测故障提前两周，以便用户可以安排维护。
除了开发分析，自动化供应商也在利用高速连接，为机器制造商提供工具，以远程服务他们的产品。Phoenix Contact USA的串行和过程现场总线产品营销专家Andres Suazo指出:“将服务技术人员空运到机器上是非常昂贵的。”为了帮助建筑商控制这些成本，Phoenix Contact的员工开发了一种基于云的服务，可以连接摄像头、可编程逻辑控制器(plc)和其他设备。Suazo说:“你可以把它们放在机器上，并远程连接到设备上。”
LTE通信也有助于新代码的开发。不仅传输速度快到足以将代码从远处发送到控制器，而且还允许技术人员实时查看程序的运行情况。
4G替代方案：无线网格NetWortks
尽管美国大陆4G LTE覆盖范围的不断扩大正在使其成为一种与远程资产通信的可行手段，但也存在其他重要进展。ABB Tropos无线网络营销总监伯特•威廉姆斯(Bert Williams)表示，高速无线网状网络是一个重要的技术。
Williams解释说，无线网状网络“为远程和移动应用程序提供了可靠、高速的网络连接”。这些网络提供的双向通信使各种各样的应用程序能够降低成本，提高效率，并提高远程站点的安全性。”
从网状网络提供的响应时间中受益的一组应用程序是那些通过互联网协议(VoIP)语音与远程工作人员建立通信的应用程序。威廉姆斯说:“除非延迟低于一秒，否则VoIP无法支持人类对话。”
网状网络还可以提供比蜂窝数据服务更可靠的数据链路 - 作为自动化仪表读取系统后发现的一个电力实用程序。由于成功读数的百分比远远缩短其目标，因此该实用程序替换了它从ABB Tropos的高速无线网状网络使用的蜂窝数据服务。结果，成功读数的百分比飙升至其原始目标。
威廉姆斯报告说:“简单地说，无线网状网络提供了比蜂窝数据服务更可靠的连接。”“而且，由于网络的高速，该公司还能够在其用于抄表的通信网络上实现配电自动化系统。”
Williams敦促用户将无线远程通信建立在行业标准之上，例如OPC-UA (点击这里参见“OPC-UA为远程站点应用程序提供安全性”)。行业标准不仅允许网络支持来自各种供应商的设备和应用程序，而且还以经过时间考验和验证的方式保护网络和远程应用程序。
Williams说，在应用这些标准时，一定要考虑到远程站点是网络的一部分。他指出:“自动化网络的核心往往是安全的，但它的边缘被忽视了，这为入侵创造了机会。”
尽管技术创新使次秒级连接成为可能，但自动化供应商警告称，在许多工业流程中，这可能是过度的，甚至是不合适的。贝克霍夫自动化公司的高级系统架构师Robert Trask说:“一般来说，移动连接是关于监控性能和改变过程参数。
桁架标识了无线通信的适当性与构成应用程序的实时性。“如果一个过程填充坦克，例如，可以在几秒钟内测量实时，”他说。“在这种情况下，传感器，阀门执行器和电动机信号可以放置在移动或无线网络上并充分控制。”
的故事，但是，是在运动控制相当不同，尤其是在高度同步的机器。“在这里，实时以毫秒为单位，并越来越多地在微秒，指出：”特拉斯克。在这些情况下，铜或光纤电缆是用于高速通信的最佳骨干。
距离,延迟,停机时间
尽管现在无线通信的速度可能很高，但无线通信仍存在延迟问题。Trask解释说:“在整个过程中，需要额外的时间对信息进行编码和解码。”“许多人以电话交谈为证据，表明延迟时间很小，这对人的耳朵来说当然是正确的。然而，对于工业流程来说，这些延迟成为一个问题。”
此外，对长距离的控制往往是不可预测的，可能带来安全和效率问题。“如果网络坏了怎么办?”国家仪器公司(National Instruments)工业数据采集产品经理道格·法雷尔(Doug Farrell)问道。由于控制系统在缺乏数据时可能会失控，他建议在本地关闭这些控制回路，并在可能的情况下通过标准以太网建立连接。
法雷尔提出这个建议的理由是，无线网络可能会因多种原因而离线。他说:“例如，900兆赫的无线电很大程度上是不受管制的，这意味着它们对任何人的洪水开放。”“卫星通信很容易受到雨的影响，当雨云进入该地区时，带宽会显著下降。”
由于LTE通信往往是在这些情况下，更可靠，比这些技术更高的带宽，法瑞尔看到连接的这种方式是最有希望在偏远地区。他确实提供了一个重要的，反补贴的缺点，但是：你是依赖于第三方提供的基础设施。“重要的是要考虑当手机信号塔出现故障维修时会发生什么，”他说。
另一个需要考虑的因素是有限的可用性。尽管4G LTE蜂窝通信一直在扩展，但它仍然主要在人口密集的地区可用，而这些地区并不是大多数远程应用的所在地。此外，服务水平是不同的，因为服务提供者定期修改其基础设施，以利用允许更快数据传输速率的新技术。
“美国电话电报公司将在2017年关闭其2G网络，而许多第三世界国家现在才刚刚完成他们的2G网络，并开始在大都市地区建设3G网络，”Suazo指出。“在澳大利亚，移动运营商澳大利亚电信(Telstra)正在逐步淘汰用于4G LTE的一些3G频率，韩国已经在开发5G网络。”
无线电：无线的财政预算案
由于自来水公司通常与市议会或其他公共机构合作批准资本支出，建立移动通信的成本往往比通信速度更让他们担心。因此，参与这些项目的工程师必须在相对较小的预算下寻找创新的方法来使用技术。
一个例子是在其中在托尔森，亚利桑那州，使用无线电市政供水设施，得到其现场技术人员其SCADA系统进行远程访问的方式。它的技术已经开车到井手动收集运行数据，每天几次用剪贴板，水泵，水箱和其他资产。当管理层决定，是时候自动完成这一过程，并创建实时可视性操作，它试图从昆腾集成解决方案，总部设在亚利桑那州的系统集成商的专业知识。由于资产相隔千里，量子挂钩资产可信无线产品菲尼克斯电气，其围绕900 MHz的无线电设计。
虽然9600波特系统缓慢相比，最新的4G LTE连接，速度是一个应用感知的流量，压力，水平足够快和开关泵电机的状态。“没有任何挖战壕或得到许可，我们能够，以前的信息孤岛远程站点链接，”帕特里克·凯利，量子工程师说。
菲尼克斯电气的无线技术节省的钱效用，因为安装在每个站点PLC是不必要的。量子安装了无线电，I / O扩展卡和天线，以广播数据从网站到主罗克韦尔自动化的Allen-Bradley PLC。因为无线I / O设备将数据转换成PLC格式，它看起来像一个远程PLC到主单元。“它链接的I / O和PLC，好像他们是连接在一起的，”凯利说。
由于无线电是一种视线技术，实施首先要进行调查，以确定要使用的天线类型、安装位置和高度。为了让信号在一条路径上绕过一些障碍物，量子在坦克上安装了一个中继器。可信无线技术允许中继器同时作为I/O设备收集该位置的电平和压力读数。“他们不需要购买额外的硬件，”凯利说。
为了让技术人员在现场访问操作数据，该公司的IT部门在他们随身携带的笔记本电脑上安装了aircards。通过蜂窝网络连接的VPN，技术人员可以进入SCADA应用程序，检查设备的状态，并调查警报。“技术人员不必开车回到控制室，而是在他们的卡车里查看数据，不管它们在哪里，”凯利说。“因此，如果出现故障，低压或高流量，它们几乎能立即知道。”
Kelly报告说，编程有点棘手，但对Quantum经验丰富的程序员来说不是问题。他总结道:“通过跳出框框，使用合适的产品，你可以在过去需要更多硬件的应用程序中获得低成本的连接和巨大的功能。”
