在工业无线网络的智慧之海中Can通讯协议就像一颗璀璨的星辰引领着命令解析的航船勇敢地驶向未知它是自组
在工业自动化领域,Can通讯协议就像一条深不可测的河流,它以其独特的命令解析方式引领着数据传输。作为自组织与自管理的先驱者之一,与WirelessHART并肩作战,共同守护着工业通信领域的一片和谐天地。
在选择无线网络连接现场设备(如仪表和执行器)的工厂或设施时,有两个主要的无线协议可以选择:ANSI/ISA100.11a和WirelessHART。两者均被国际电工委员会(IEC)采用为全球标准,并已经使用了大约10年。这两种方法有许多相似之处,如它们使用相同的低功耗IEEE802.15.4无线电,但网络组织方式有很大不同。
WirelessHART是一个自我修复和自组织的网状网络,每个节点都可以有冗余路径,而ISA100.11a也是自我修复的,每个节点都可以设置冗余路径。然而,网络形成通信路径的方式有很大差异,取决于是否使用网格技术来确定各个现场设备如何相互双向通信。
图1:路由器在各种仪器和网关之间布置,有助于管理数据流量并最大限度地减少对网格依赖。本文图片来源:横河电机
WirelessHART通过传统有线仪表HART协议工具和技术进行配置,这使得它避免了那些太过复杂而难以实施的问题。但是,这种优势也带来了挑战,比如缺乏外部管理工具、可扩展性问题以及可能出现“虫洞”攻击等安全威胁。
另一方面,ISA100标准委员会致力于准备一系列用于工业自动化应用的无线通信标准,其中ISA100第3工作组负责开发ISA100.11a。这项工作从支持复杂制造环境开始,不仅涵盖现场设备,还考虑到性能和安全性,因此需要一定程度上的规划和管理,但这必须不影响现场总线可用性。
实施ISA100.11a工程时,可以将其设计为一个自组织网状网络,就像WirelessHART一样,但提供更多选项给用户,以便根据不同的应用程序和工厂环境选择最适合的情况。在设计阶段进行简单规划,可以显著改善所有依赖这些链路的无线电信号传播,从而指导设备位置布局,并避免受到钢罐、钢结构等障碍物影响。
通过使用路由器作为中继点,而不是直接将多个大型设备连接到同一网关,这些设备从各处收集数据,然后将数据发送至更远的地方。此举避免了发送信号经过多次跳转所导致的事故,以及每个设备额外消耗资源的问题,由此节省了功率。此外,当重大网络中断发生时,可自动联系辅助路由器,以确保连续运行。
最有效的手段之一是在较高位置放置路由器,以确保清晰视野,并能俯瞰所有设备。如果单个仪器试图发送信号到特定地点,可利用定向天线增加信号强度。而工程师们则负责建立这些链路,一旦建立,就通常保持静态,只要没有通讯阻塞或其他干扰,这些链路通常不会需要调整长时间内。因此,无论是薄弱还是坚固的地面,都能够维持稳定的操作状态,为过程工厂环境提供了一套完备且实用的解决方案。