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更安全、更可靠、更易用的无线技术记“2005无线工厂应用高峰论坛”

无线通讯技术在制造工厂的应用已成为继现场总线与工业以太之后，国际控制界又一个热点技术。为使国内控制工程师与国际最新工厂无线技术、解决方案与产品有一个面对面的接触，CONTROL ENGINEERING China于11月28日在上海金贸君悦酒店举办了2005无线工厂应用高峰论坛（Wireless in Factory Forum 2005，WFF 2005），共有250余名来自各行各业的控制工程师参加，这是目前国内第一次举办以无线工厂应用为主题的高峰论坛。

WFF 2005得到ISA-SP100、WINA、蓝牙国际推进组织等国际权威机构的支持，由南京菲尼克斯电气公司协办，西门子（中国）公司与摩莎科技提供赞助。

近年来，国际主流自动化供应商与专业厂商所推出的无线技术与产品层出不穷，无线传输进入工业控制领域的趋势无可质疑。VDC调查显示，2006年全球在工业无线技术方面的花费将由2003年的7千5万美元增长到超过1.83亿美元。无线技术的安全性、可靠性、性价比以及无线通讯技术在工业领域的应用方案，是我国用户普遍关心的话题。基于这样的考虑，本次发展论坛以“更安全、更可靠、更易用的无线技术”为主题，致力于推动无线通讯技术在中国市场的普及与应用。

致辞

论坛的开始，首先由来自上海工业自动化仪表研究所的教授级高工彭瑜和南京菲尼克斯电气公司总经理顾建党为大会致辞。

专家们对无线通信络的分类与比较、无线技术的现状与未来发展趋势进行了言简意赅的论述，为与会者展现了一幅清晰的无线技术工厂应因此需要加大力度展开的技术开发与利用研究用的蓝图。发言中提到，无线通信是工业自动化产品未来的新增长点，当前重要的发展方向是通信协议的标准化。对于可用于现场设备层的无线短程，采用的主流协议是IEEE 802.15.4（ZigBee）；对于大数据容量的短程无线通信，则是IEEE 802.15.3；而对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域，采用的是IEEE 802.11系列。其中应用的重点是无线短程和无线局域。

彭瑜指出：“现场设备层无线通信迅速进入工控领域，其中一个突破口是现场总线和无线通信技术的结合。”典型的产品和应用为：2004年Honeywell推出的基于ZigBee无线传输协议的无线变送器XYR 5000系列；OMRON的无线链接DeviceNet现场总线主站WD30-ME和从站WD30-SE；德国schild knecht公司推出的无线Profibus-DP产品DE 3000系列；ABB在瑞典的Boliden加工厂利用Ember的无线技术进行的无线通信评估试验。

主旨报告

论坛邀请了ISA-SP100主席Wayne William Manges、蓝牙国际推进组织亚太地区管理总监Eric Schneider、东南大学无线电通讯系教授胡爱群、上海通用汽车公司信息部主管李綦作专题报告。

1. 工厂无线国际标准

Wayne W. Manges作为美国仪器仪表协会（ISA）SP100工作委员会的主席，参与制定了工业无线自动化的ISA SP100标准，并在ORNL（Oak Ridge国家实验室）执导极限测量交流中心（EMC2），该中心致力于促进严苛环境下的稳定交流频道（特别是无线）的发展。Wayne就工厂无线应用的必要性、无线涉及的重要概念以及工厂无线的国际标准进行了论述。

他在发言中提到，据美国能源部研究显示，传感器的改善能够节约10％的能源，无线技术是显而易见的最佳选择，而且它还可以节约配线的维护费用。另据Sensicast Systems与B B Electronics联合组织的最新调查显示，53%的受访者正计划于未来12个月中采用无线传感器络，相比于2005年1月进行的同类调查，该数字增长了8个百分比。可见在工业自动化市场，最终用户和系统集成商对无线传感器络技术表现出了越发浓郁的兴趣。

无线传输在工控领域涉及的重要概念有：无线系统与现有系统的共存性（Co-existence），不同厂家设备的互可操作性（Interoper-ability）以及系统之间的相互协作性（Interworking），这些都有赖于制定能被普遍接受的无线通信协议。他在演讲中重点介绍了“SP100用于自动化的无线系统标准”委员会的使命——该委员会着重在三方面制定可以用于工业现场的无线标准，最佳实践和技术报告：其中包括运用无线技术的环境，无线通信设备和系统技术的生命周期和无线技术的应用。SP100会充分权衡无线技术工业应用的可靠性（例如扩频技术FHSS，DSSS，UWB）、能耗性（例如各种无线通讯协议的频宽比）和安全性（例如加密技术AES，WPA，WEP）。据Wayne透露，SP100标准有望于2006年中后期问世。

2. 无线基础理论介绍

Eric Schneider一直致力于在亚太地区宣传并发展蓝牙无线技术的应用。他首先介绍了蓝牙国际推进组织（Bluetooth SIG），它包括创始公司Agere、Ericsson、IBM、Intel、Nokia、Toshiba等以及数千家联盟公司和应用公司。他认为无线技术在工业应用，需要解决成本、解决方案定制化和安全方面的问题，应充分考虑到信号的完整性和鲁棒性。他强调最新的蓝牙技术采用了频率的兼容架构，信号每秒在79个不同频段中随机跳跃1000次，具有良好的安全性。在工厂内蓝牙可以提供距离为100米的信号传输，内嵌蓝牙的PDA一般用于设备的校准和监控。随后，他简要的对比了蓝牙和ZigBee技术，并介绍了EKA系统在自动抄表方面的应用。

东南大学信息安全研究中心主任胡爱群进行了题为“无线局域技术及其在工业控制中的应用”的演讲。他概述了无线局域发展过程和系列标准，并在此基础上，以IEEE 802.11b标准为主介绍无线局域的物理层和访问控制层技术，以及与外设的接口问题。他还提及了WLAN与其它络的融合，并讨论了无线局域技术在工业控制中的应用，包括数据采集、视频监控等。他认为WLAN未来的发展方向有：更高的通讯速率（IEEE802.11n）；智能天线进一步提高频谱利用率，增加覆盖范围；与Wimax融合，支持高速、移动接入。

据统计在2005年，蓝牙设备的出货量为2.18亿套，IMS Research认为阻碍蓝牙发展的最大障碍是成本问题。Forward Concepts公司则预测WLAN设备的平均销售价格将下降23%，全球WLAN设备出货量会在2005年达到52亿美元，并将在2006年继续以较高的幅度增长，达到59亿美元的水平。

3. 工厂无线解决方案

李綦讲述了工业无线通讯技很多企业为了实现2020年动力电池本钱1元/瓦时的既定目标延伸产业链术在上海通用汽车（SGM）的应用。他在叙述了SGM的概况和所使用的工业无线技术（包括IEEE 802.11b、ANSI 371.1、SIEMENS MOBY识别系统和GPRS）之后，重点依次介绍了在SGM中应用的无线系统：无线电子拉动系统（RF-EPS）、便携式程序测试头（PPTH）、自动车辆向导系统（AGV）、整车质量评审系统（GCA）、车辆远程故障诊断系统（Connected Vehicle）及自动车辆识别系统（AVI）。通过将实施了无线技术前后的系统和操作流程进行了对比，凸现了无线技术的优点，更展示了SGM基于精益生产理念，建立一致的、集中的、整合的IT基础设施、系统及运作的构想。

供应商报告

针对工厂无线产品与解决方案，南京菲尼克斯电气公司无线产品专家黄轶青、西门子（中国）公司无线产品经理姜传辉分别对各自公司的无线产品进行了讲解。

菲尼克斯电气的无线产品基于TRUSTED Wire经常使用的尼龙66及PBT1般还不足500hless等技术，它采用跳频扩频技术（FHSS），具有非常高的安全性和很远的传输距离，是一种创新的远程传输模拟量/开关量信号的技术。菲尼克斯电气的RAD系列无线产品广泛应用于水处理、机车通讯、油罐区等场合。该产品系列即支持单向传输（传输周期27ms），也支持双向传输（传输周期37ms）；可传输的信号数量可达66个开关量或33个模拟量。

SCALANCE W是西门子工业无线局域产品系列。它基于无线局域（WLAN）技术国际标准IEEE802.11，帮助用户实现移动设备与固定络的通讯，也可以实现移动设备间的通讯，坚固、可靠、安全。它适用于各种工业环境，即使在极恶劣的情况下也能够保证络的可靠性和安全性。SCALANC天元律师事务所负责境外投资的合伙人柴杰告知E W/ WC接入点模块，用于搭建无线局域，SCALANCE W客户端模块，用于将PLC等设备接入无线局域。随后进行的现场演示，让与会者身临其境的体会了产品的性能。

现场问答

论坛的最后，还安排了主题为“无线通讯技术在中国制造企业的应用”的互动环节，论坛听众与各专题报告演讲人就感兴趣的问题进行了热烈的交流和讨论。专家们和与会者通过此次高峰论坛，对于无线技术在工业领域应用得出了如下共识：

n 无线传输目前尚处在发展的早期阶段。无线技术首先会用在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控等；当前较适宜应用的行业有：汽车制造、食品加工、制药和设备资产跟踪等。

n 无线传输不适用于高速控制的场合。但是实践证明对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说可以用在将近80%的自动化和过程控制场合。

n 现有现场总“这是我们朝着这个方向迈出的第1步线的无线传输的可行性正在评估。HART基金会已成立无线HART工作组，要求2006年初拿出规范草案，确定通过ZigBee实现HART的可行性。

n 工厂无则会梗塞阀门和油路线技术种类繁多，技术特征差异比较大，用户应该根据自身实际情况选择合适的方案；无线通信是现有有线通信系统的一种发展和重要补充，决非一种替代。

基于2005无线工厂应用高峰论坛所取得的良好效果与反馈，CONTROL ENGINEERING China今年还将继续举办无线工厂应用高峰论坛，诚如ISA-SP100主席Wayne William Manges所言：“对于工业无线，目前用于技术改进的资金来源充沛，各种解决方案和成功应用案例纷纷呈现，谁将会是工业无线通讯技术领域的下一个主角呢？”推动无线通讯技术在中国工厂的应用，我们责无旁贷。

中国工业无线通讯市场凸现潜力