自動化儀器儀表與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　(五)無線通信

　　工業(yè)無線通信技術(shù)的快速發(fā)展是近兩年自動化儀表領(lǐng)域顯著的亮點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　(1)技術(shù)方案多樣化。有基于WPAN(無線個(gè)域網(wǎng))的多種方案，有基于WLAN(無線局域網(wǎng))的方案，也有基于無線公網(wǎng)(如GPRS、CDMA)的方案。各種方案針對一定的對象和應(yīng)用，在某些局部具有優(yōu)勢。

　　(2)參與者迅速增加。有學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)、自動化儀表企業(yè)，還有一些半導(dǎo)體器件制造企業(yè)和具有專項(xiàng)技術(shù)的小型高技術(shù)企業(yè)。

　　(3)成立了專業(yè)組織。有新成立的專項(xiàng)組織，如WINA(The Wireless Industrial Networking Alliance，無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)，也有許多老牌組織新成立無線通信工作組，如IEEE的多個(gè)工作組，歐盟的R-Fieldbus項(xiàng)目(無線現(xiàn)場總線項(xiàng)目)、ISA的SP100工作組、HART的無線HART工作組以及各現(xiàn)場總線的無線工作組等。

　　(4)推出多種無線演示系統(tǒng)、測量儀表樣機(jī)，成為今年全球各主要自動化儀表展的熱點(diǎn)。如Honeywell公司符合ISA100.11a的One Wireless系列，Emerson公司符合WirelessHART的Smart Wireless。這些產(chǎn)品雖已在一些場合投入應(yīng)用，但從總體來講，一則數(shù)量有限;二則系統(tǒng)規(guī)模較小，不過數(shù)十個(gè)節(jié)點(diǎn)。各種供自動化儀表企業(yè)開發(fā)無線產(chǎn)品各種無線模塊更是不計(jì)其數(shù)，而提供這些模塊的企業(yè)往往才是無線技術(shù)的真正持有者。

　　無線通信標(biāo)準(zhǔn)之爭已經(jīng)開始。2007年HART基金發(fā)布WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)時(shí)Honeywell過程系統(tǒng)公司總裁Jack Bolick發(fā)表了一封公開信，使Honeywell與Emerson在無線通信標(biāo)準(zhǔn)方面的分歧公開化。此后，各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)的方案紛紛正式向標(biāo)準(zhǔn)化組織提出。除了前兩種針對過程控制目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)外，還有類似ZigBee Pro 這種并不主要針對過程控制，但一直想向過程控制領(lǐng)域滲透的標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)自2003年公布以來頻繁的更新：2006年公布了新一版，2007年又公布了ZigBee2007,包含了兩個(gè)特征集——ZigBee Pro。業(yè)內(nèi)人士出于對前10多年現(xiàn)場總線之爭的厭倦，大公司們挑起了爭端但沒有撈到明顯的好處，反而給了中小儀表公司給了中小儀表公司機(jī)會。人們都希望能避免再次出現(xiàn)無線通信標(biāo)準(zhǔn)之爭。3種技術(shù)合作的技術(shù)基礎(chǔ)原本是存在的，因?yàn)镮SA100.11a、WirelessHART和ZigBee的底層協(xié)議都是IEEE802.15.4，而且提供芯片和通信協(xié)議棧的企業(yè)往往同時(shí)提供這三種技術(shù)的部件，因此三種技術(shù)相互滲透不可避免。但是市場競爭是不以人們意志轉(zhuǎn)移的，我們可能不得不面對又一場曠目持久的標(biāo)準(zhǔn)之爭。

　　我國進(jìn)入工業(yè)無線通信領(lǐng)域并不晚。HART基金會是2004年11月才成立無線工作組的，而我國許多單位在這之前就開始研究了。在“十一五：器件，國家科技部的“863”項(xiàng)目給予工業(yè)無線通信項(xiàng)目有力的支持，這之前，科技和教育部門的各種基金、地方科技部門等也對該領(lǐng)域多方面的支持。

　　我國以ZigBee為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的單位很多，因此比較容易采購到元器件獲得技術(shù)支持。有若干單位加入了ISA100工作組，從事相關(guān)的研究;其中重重慶郵電大學(xué)向工作組遞交了多項(xiàng)建議。有27條ISA100.11a委員會完全接受并采納。我國真正獨(dú)立從事WirelessHART開發(fā)的單位比較少，因?yàn)閃irelessHART自己也還在繼續(xù)開發(fā)中，現(xiàn)在對外提供的技術(shù)支持相當(dāng)少。

　　從2008年Miconex展覽看，我國目前研究的規(guī)模和水平也不輸國外的平均水平，展出了多種演示系統(tǒng)和產(chǎn)品。我國在工業(yè)無線通信領(lǐng)域研究最顯著的成績是，以中國科學(xué)院沈陽自動化研究所為首的研究團(tuán)體研究開發(fā)的工業(yè)過程自動化用無線網(wǎng)絡(luò)WIA-PA成為了IEC可公開提供的技術(shù)規(guī)范(IEC/PAS62601：2008工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)已現(xiàn)場總線規(guī)范-WIA-PA通信網(wǎng)絡(luò)和通信行規(guī))，與WirelessHART同時(shí)成為國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　(六)控制網(wǎng)絡(luò)

　　以現(xiàn)場為代表的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國已經(jīng)逐步得到推廣，自上海賽科項(xiàng)目大規(guī)模采用現(xiàn)場總線以來，各種工程項(xiàng)目采用現(xiàn)場總線的心理障礙已經(jīng)基本消除。人們已經(jīng)越來越少問“是否能用”，而越來越多問“如何好用”。由于近年我國上的大型工程項(xiàng)目多，我國無論在采用現(xiàn)場總線儀表的項(xiàng)目規(guī)模還是在采用的數(shù)量方面都處于國際領(lǐng)先位置。不過一些項(xiàng)目雖然采用了先進(jìn)的現(xiàn)場總線智能儀表，但應(yīng)用的水平卻不高，主要是未充分應(yīng)用智能儀表可以提供的信息和信息服務(wù)。

　　在控制網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)方面，我國基本上全面跟蹤著國際動向。在IEC涉及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的幾乎每個(gè)工作組里都有中國專家，而且針對大部分國際熱點(diǎn)議題我國都提出了自己的標(biāo)準(zhǔn)建議。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20171-2006用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范獲得2008年中國標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎。EPA系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)進(jìn)入IEC的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。EPA系列產(chǎn)品在多個(gè)示范點(diǎn)長期運(yùn)行。

　　我國在控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域與國外的主要差距在于產(chǎn)品，無論是在現(xiàn)場總線智能化現(xiàn)場儀表方面，還是在系統(tǒng)產(chǎn)品和軟件方面都有差距。

　　國際方面在控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展上也進(jìn)入了水平不高的平穩(wěn)期，為達(dá)到人們預(yù)期的高度。這里有兩個(gè)技術(shù)問題和一個(gè)非技術(shù)的問題.