现场总线技术心得体会ANSIISA 10011a与WirelessHART的自组织与自管理之美
现场总线技术心得体会：ANSI/ISA100.11a与WirelessHART的自组织与自管理之美
在工业自动化领域，现场总线技术一直是关键的组成部分。随着技术的进步，无线网络已经成为连接现场设备（如仪表和执行器）到控制和监视系统的流行选择。两个主要无线协议——ANSI/ISA100.11a和WirelessHART——因其自组织与自管理特性而受到广泛关注。本文将探讨这两种协议及其在现场总线技术中的应用。
WirelessHART出现在市场上，它以简化配置和快速部署著称，这正是希望避免复杂有线网络类似于基金会现场总线（Foundation Fieldbus）和ProfibusPA的问题所致。WirelessHART采用了传统有线仪表HART协议的大量工具和技术，但通过无線进行通信。这使得网络上的设备能够自动确定如何相互通信，以交换数据，即便是在动态环境中也能保持良好的性能。
然而，尽管WirelessHART具有许多优势，但它也存在一些挑战。一旦形成，网络就很难进行手动旁路调整。此外，由于其网状结构，有时可能需要添加更多设备来改善通讯路径，从而增加了可扩展性的问题。此外，由于其依赖于网格通信方式，一旦出现攻击或恶意干扰，就可能导致整个网络崩溃。
相比之下，ISA100.11a标准委员会为工业自动化提供了一系列用于无线通信标准，其中第3工作组负责开发ISA100.11a产品。该标准旨在支持复杂制造环境，不仅限于现场设备，还包括了更大范围内的需求，以获得最大性能并保证安全性。在实施工程设计阶段简单规划可以显著改善所有无線电链路，并指导设备布置以减少信号传播受阻的情况。
利用路由器作为中继点，如图1所示，可以避免多个大型设备直接连接到同一网关，从而降低数据移动速度并减少每个设备功耗。这不仅节省电源，而且还使刷新率非常低的场景仪表长时间处于休眠状态，只有当重大网络中断发生时才重新联系辅助路由器。
最有效的做法之一是在高位置放置路由器，以确保清晰“视野”并能俯瞰各个设备，如图2所示。如果单个仪器试图发送信号到特定点，可以使用定向天线增强信号强度。此外，由工程师负责建立这些通信链路，他们通常会保持静态，并且由于安装地点固定，因此不会频繁更换，而是一旦建立，则通常不会再进行调整，这些方法部署良好的ISA100.11a网络，可以持续运行多年某些薄弱链接可能需要移动天 线，但这并不难实现。
综上所述，无论是WirelessHART还是ISA100.11a，都具有一定的优缺点。在选择哪一种方案时，我们应该考虑工厂或设施独有的需求以及预期对这些解决方案影响最大程度的事项。通过深入理解每种解决方案，以及它们如何适应不同情况，我们可以做出明智决策，为我们的生产过程带来最佳结果。
