自動(dòng)化儀器儀表與控制系統現狀及發(fā)展趨勢

　　(五)無(wú)線(xiàn)通信

　　工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展是近兩年自動(dòng)化儀表領(lǐng)域顯著(zhù)的亮點(diǎn)，主要表現在以下幾個(gè)方面。

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

　　(2)參與者迅速增加。有學(xué)校、研究機構、自動(dòng)化儀表企業(yè)，還有一些半導體器件制造企業(yè)和具有專(zhuān)項技術(shù)的小型高技術(shù)企業(yè)。

　　(3)成立了專(zhuān)業(yè)組織。有新成立的專(zhuān)項組織，如WINA(The Wireless Industrial Networking Alliance，無(wú)線(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟)，也有許多老牌組織新成立無(wú)線(xiàn)通信工作組，如IEEE的多個(gè)工作組，歐盟的R-Fieldbus項目(無(wú)線(xiàn)現場(chǎng)總線(xiàn)項目)、ISA的SP100工作組、HART的無(wú)線(xiàn)HART工作組以及各現場(chǎng)總線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)工作組等。

　　(4)推出多種無(wú)線(xiàn)演示系統、測量?jì)x表樣機，成為今年全球各主要自動(dòng)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(chǎng)合投入應用，但從總體來(lái)講，一則數量有限;二則系統規模較小，不過(guò)數十個(gè)節點(diǎn)。各種供自動(dòng)化儀表企業(yè)開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品各種無(wú)線(xiàn)模塊更是不計其數，而提供這些模塊的企業(yè)往往才是無(wú)線(xiàn)技術(shù)的真正持有者。

　　無(wú)線(xiàn)通信標準之爭已經(jīng)開(kāi)始。2007年HART基金發(fā)布WirelessHART標準時(shí)Honeywell過(guò)程系統公司總裁Jack Bolick發(fā)表了一封公開(kāi)信，使Honeywell與Emerson在無(wú)線(xiàn)通信標準方面的分歧公開(kāi)化。此后，各種無(wú)線(xiàn)通信標準的方案紛紛正式向標準化組織提出。除了前兩種針對過(guò)程控制目標的標準外，還有類(lèi)似ZigBee Pro 這種并不主要針對過(guò)程控制，但一直想向過(guò)程控制領(lǐng)域滲透的標準。ZigBee 標準自2003年公布以來(lái)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)內人士出于對前10多年現場(chǎng)總線(xiàn)之爭的厭倦，大公司們挑起了爭端但沒(méi)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會(huì )。人們都希望能避免再次出現無(wú)線(xiàn)通信標準之爭。3種技術(shù)合作的技術(shù)基礎原本是存在的，因為ISA100.11a、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(chǎng)競爭是不以人們意志轉移的，我們可能不得不面對又一場(chǎng)曠目持久的標準之爭。

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

　　我國以ZigBee為基礎進(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建議。有27條ISA100.11a委員會(huì )完全接受并采納。我國真正獨立從事WirelessHART開(kāi)發(fā)的單位比較少，因為WirelessHART自己也還在繼續開(kāi)發(fā)中，現在對外提供的技術(shù)支持相當少。

　　從2008年Miconex展覽看，我國目前研究的規模和水平也不輸國外的平均水平，展出了多種演示系統和產(chǎn)品。我國在工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域研究最顯著(zhù)的成績(jì)是，以中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所為首的研究團體研究開(kāi)發(fā)的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )WIA-PA成為了IEC可公開(kāi)提供的技術(shù)規范(IEC/PAS62601：2008工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )已現場(chǎng)總線(xiàn)規范-WIA-PA通信網(wǎng)絡(luò )和通信行規)，與WirelessHART同時(shí)成為國際標準。

　　(六)控制網(wǎng)絡(luò )

　　以現場(chǎng)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，自上海賽科項目大規模采用現場(chǎng)總線(xiàn)以來(lái)，各種工程項目采用現場(chǎng)總線(xiàn)的心理障礙已經(jīng)基本消除。人們已經(jīng)越來(lái)越少問(wèn)“是否能用”，而越來(lái)越多問(wèn)“如何好用”。由于近年我國上的大型工程項目多，我國無(wú)論在采用現場(chǎng)總線(xiàn)儀表的項目規模還是在采用的數量方面都處于國際領(lǐng)先位置。不過(guò)一些項目雖然采用了先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)智能儀表，但應用的水平卻不高，主要是未充分應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(kāi)發(fā)方面，我國基本上全面跟蹤著(zhù)國際動(dòng)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(zhuān)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準建議。國家標準GB/T20171-2006用于工業(yè)測量與控制系統的EPA系統結構與通信規范獲得2008年中國標準創(chuàng )新貢獻獎。EPA系列標準已經(jīng)進(jìn)入IEC的多個(gè)標準。EPA系列產(chǎn)品在多個(gè)示范點(diǎn)長(cháng)期運行。

　　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(wú)論是在現場(chǎng)總線(xiàn)智能化現場(chǎng)儀表方面，還是在系統產(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期，為達到人們預期的高度。這里有兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題和一個(gè)非技術(shù)的問(wèn)題.