應用領域

應用領域

無線應用無處不在

多種要求:動態應用、長距離和極限環境條件。

利用工業無線實現的工廠自動化

在過程優化和靈活性不斷增強,機械和系統性能得到改進的情況下,旋轉或行動機械系統自動化的程度正在提高。

同時,機械和系統的結構更為緊湊複雜,通訊需求也在增加。在應對這些挑戰時,如不使用無線通訊解決方案,既不實際也不經濟。

下面為生產自動化領域的一些範例。

利用工業無線實現的工廠自動化

需要遠端維護的分佈式控制系統、智慧驅動控制系統、感測器系統越來越多地應用在旋轉或行動機械系統中。實現這一點的先決條件是高性能的乙太網通訊,最重要的是,這種通訊需要透明。

雖然採集器接線通常用於乙太網通訊,但這種情況下並不實用。因此,這些應用經常採用通過無線 LAN 或藍牙進行的乙太網通訊。

無論是汽車生產、物料流自動化還是倉庫物流自動化,單獨工作站之間或倉庫區之間經常使用行動吊架搬運所需部件。長期用於中心控制器和移動吊架之間,通過採集器接線進行的串列資料傳輸,由於其僅有每秒幾千比特的傳輸速率,現在已達到極限。

很多此類應用現已使用無損耗的快速無線 LAN 連接進行。特製漏波電纜天線沿整條軌道鋪設,確保穩定可靠通訊。

自動運輸系統、倉庫間往返運輸工具和在系統內獨立運行的搬運系統提高了靈活性,也提高了物料運輸的效率。在此,主要優勢是能夠方便地適應現代生產系統不斷變化的要求和條件。與這些自動系統的通訊只能通過無線系統實現。

根據應用的性質,有 100 餘個行動運輸系統需整合到網路中,覆蓋面積較大。此類應用僅能利用高性能 WLAN 網路實現。WLAN 用戶端在網路中各 WLAN 存取點的快速可靠的漫遊是無中斷運行的前提。因此,菲尼克斯電氣的無線 LAN 模組針對快速漫遊專門進行了優化。

在許多高架倉庫中,無線通訊已用作光傳輸系統的技術替代方案或經濟型替代方案。在更為複雜的應用中,比如在多部堆垛機在一條軌道上運行的情況下,無線通訊通常是唯一的實用解決方案。

堆垛機上也安裝了攝像機,以分析問題原因。對此類應用而言,最關鍵的是高資料速率。儘管藍牙解決方案足以滿足純控制器通訊的需要,但高資料速率的應用仍需要利用無線 LAN 執行。

現在,起重機系統已整合到生產或倉庫管理系統中,且為全自動控制。訊號傳輸在功能上的安全性是這一點的基本前提。

功能上安全的起重機應用(串列式起重機、防碰撞應用等)在 PROFIsafe 或 SafetyBridge 解決方案的範圍內,能夠通過藍牙方便可靠地實現。WLAN 系統主要用於更為複雜的應用如起重機群。

將自動化元件可靠地整合到高速旋轉的機械部件中確實是一項挑戰,特別是在與 PROFINET 或 EtherNet/IP™ 通訊一同整合的情況下。托盤包裝機的旋轉環繞托盤以每分鐘最多 60 次的速度運動,將薄膜纏繞在托盤上。

如果是電纜捲繞機,其轉速可超過 200 rpm。但是,無論使用何種無線技術,這些高速運動均不會影響無線傳輸的可靠性。無損耗無線通訊在中心控制櫃中的控制器和旋轉環上的驅動器及 I/O 站間進行,能夠實現長期可靠運行。

在私人領域,智慧設備如平板電腦或智慧手機已成為標準配備。這些設備也越來越多地影響了工業使用者對操作和圖形設計的期望。其結果是,出現了使用智慧手機和平板電腦與機械和系統進行通訊的強大趨勢,這些設備用於生產資料採集、診斷、維護、啟動,甚至是程式設計和操作。

在這裡,安全也具有非常重要的意義。因此,工業無線系統必須滿足特殊的安全要求。菲尼克斯電氣 WLAN 5100 工業無線 LAN 存取點的特徵即是具有防護機械和網路的相應功能。

基礎設施

基礎設施系統在經歷數十年的發展後,通常具有複雜的系統結構並具有大量分佈式遠端系統部件。因此,通訊結構常常極為不均衡,且在很多情況下不符合最新的要求。

但遠端系統部件上需要記錄的量測值和運營通知越來越多,如加注液位、泵排量或流速,且需要可靠傳輸到控制室。使用工業無線系統,可簡便高效地解決許多此類挑戰。

基礎設施

水與廢水處理系統通常包含幫浦站、加壓站等,或距離中心系統數公里的高位水箱。感測器資料,如溫度或加注液位,可在現場記錄並傳輸到中心位置或控制室。出於實際情況或經濟考慮,本地記錄的資料通常僅能藉助無線解決方案傳輸到控制室,以覆蓋長距離或不可穿透地形。

但標準無線技術,如無線 LAN 或藍牙不能覆蓋這樣長的距離。Trusted Wireless 2.0 無線技術專為此類應用開發。它使得資料和量測資料能夠傳輸數公里遠,藉助可調的資料速率,能夠靈活適應具體應用。通過使用無線系統作為中繼站,範圍還可進一步增加。

為了使管線網路運行時的損耗盡可能小,必須對流速和壓力差進行優化設置。就這一點而言,過程資料沿管線按規定間隔記錄,且必須在之後傳輸至遠端控制系統。

為將量測值傳輸到控制室,需要無線解決方案。利用 Trusted Wireless 2.0,只需在管線結構中安裝中繼站,即可方便地監測長管線。

在污水處理廠,需要記錄和監測的量測資料數量會不斷增加。範例之一是沉降池中的污泥位。旋轉的橋式刮泥機上直接安裝了一個過程探頭,以測量污泥位。由於通過採集器接線傳輸的量測值需要大量維護且易受故障影響,許多污水處理廠已通過無線通訊進行傳輸。根據要求和需覆蓋的距離,選擇基於藍牙或 Trusted Wireless 2.0 的無線解決方案較好。

發電廠操作人員需要以文檔方式記錄吸入和排出的冷卻水的水位和溫度值。為此,整個現場都佈置了分佈式量測點。量測值必須傳輸至中心控制系統處理並存檔。

資料通常發送至分佈式建築中的收集站,然後轉發至控制中心。無線傳輸的前提是數公里的距離、易於擴展、能夠自動防範故障的網狀網路。此類應用使用 Trusted Wireless 2.0 可輕鬆完成。

能源管理變得越來越重要,現已成為關鍵成本要素,特別是在鋼鐵和化工行業的能源密集型經營活動中。使用能源管理系統,可顯著降低能源成本。為了有針對性地控制能耗,在中心和現場需要利用能夠聯網的能量計,記錄大量來自機械和系統的變數。

現有系統往往不具備合適的基礎設施,需要更新。如果資料獲取點位於遠端或難於進入的區域,必須使用無線網路。根據通訊要求,無線 LAN 或 Trusted Wireless 2.0 是這一應用的理想選擇,後者適用於配備 RS-485 通訊的大型系統。

高性能乙太網是工業系統通訊的支柱。但是,並非所有分佈式系統部件都能利用電纜連接接入網路。很多時候,電纜連線的成本過高,或者,事實上由於站間存在私人用地或不可進入的地形,不可能鋪設必要的電纜。

這種情況下,可設置高性能 WLAN 的無線電線路,實現最高速度 300 Mbps 的資料傳輸。在存在瞄準線、高度正確的情況下,能夠在 1000 m 的距離以內相對方便地實現快速連接。通過配有 Trusted Wireless 2.0 的無線電線路,狀態訊號或並行資料甚至可以傳輸數千公里。

油田所用的系統包含獨立工作的分佈式幫浦。幫浦站間的距離通常達數公里。無法進行網路接線,通常也沒有 GSM 網路。過去,員工們不得不走遍各個幫浦站,現場記錄資料。

這引發了油田數位化趨勢(數位化油田),以便實現更快速、更經濟的診斷,以及更高效的監測。必須週期性獲取各站傳輸的量測值,並顯示在距離現場相當遠的控制室。在此,訊號傳輸的可靠性非常重要。由於幫浦站不使用高度動態的過程,速度並非關鍵考慮因素。

Trusted Wireless 2.0 技術專為應對此類工業挑戰開發,此外,由於中繼器功能和能夠自動修復的網狀結構,該技術是各類站點和控制室間資料傳輸的理想選擇。

在某些國家或地區,操作人員能夠根據能見度水準,控制風力發電機中的警告燈的強度。風力發電機組中的消防警報系統之間的通訊也可用無線方式進行。Trusted Wireless 2.0 無線技術保證了多台風力發電機之間高效可靠的訊號傳輸。

菲尼克斯有限公司

11560 台北市南港區三重路 66 號 3 樓 B 室 (南港軟體園區)
02 2785 2155