通過 Cisco Aironet 1552S AP構建的One Wireless 工業無線架構

霍尼韋爾過程控制部

霍尼韋爾OneWireless? 工業無線網絡可以無縫式的把過程控制網絡延伸到工廠現場的各個角落。工業用戶正在越來越多的選擇技術先進的工業無線應用產品，來應對不斷提高的生產運營效率的目標和更加嚴格的安全生產和節能環保的要求。他們已經認識到工業無線技術不僅可以幫助工業用戶及時解決當前問題，而且更有助于實現長遠目標。

霍尼韋爾OneWireless?工業無線控制網絡可以通過無縫的方式把過程控制網絡延伸到現場，其特點包括：

無線變送器（電池供電）的使用更加經濟、更加便捷，可以用來采集到更多的過程數據， 進而改善工廠控制性能，并且以更低的成本來滿足各種規定的要求；

無線移動操作站，支持無線移動作業，現場工作人員可以通過無線架構無線遠程訪問DCS過程數據及其它工廠的相關信息；

無線巡檢支持工廠運行最佳操作，實現巡檢電子化、智能化，實現工廠可靠、高效運行；

無線視頻監控可以確保工廠安全，更為經濟；

無線人員安全系統，監測可燃氣體和人員定位，可以確保工作人員的安全；

支持遠程就地控制系統和中央控制系統的無線互連。

工業無線網絡

OneWireless工業無線網絡支持多種無線應用和多種標準。靈活的網絡規模適合各種工業應用場合，既可以應用于簡單的、無線變送器組成的現場儀表無線網絡，也可以應用于覆蓋全廠的、多無線應用的場合。

靈活性和可擴展性

OneWireless工業網絡可以為用戶提供量身定做的適合其不同應用需要的網絡：

依靠現場儀表本身路由的無線網絡架構：每個ISA100現場儀表都可以組態為具有路由功能，可以與多個附近的無線儀表進行無線通信，構建一個mesh冗余通訊的無線網絡。現場儀表不僅可以無線發送自己的數據，而且還可以無線路由從相鄰現場儀表接收的數據。這些數據可以經過多個現場儀表無線路由后，最終到達無線網關和上位控制系統。采用這種無線網絡的用戶一般都希望把無線儀表（電池供電）應用于過程監控等非關鍵的不需要快速刷新速度的場合。

僅支持無線儀表的無線主干網絡架構：通過無線現場儀表接入點FDAP構建覆蓋全廠的無線主干網絡，可以支持快速刷新的幾百臺無線現場儀表。采用這種無線網絡的用戶一般都希望使用支持快速的數據刷新的、電池供電的無線現場儀表來獲得與有線網絡同樣可靠性，支持關鍵的監測和控制應用。這種無線網絡僅支持無線變送器的數據通訊，不能同時支持移動工作站、無線巡檢等無線應用，或視頻監控等以太網設備。

同時支持無線儀表和其它WiFi無線應用等多種應用的無線主干網絡架構：通過節點構建覆蓋全廠的無線主干網絡，能夠同時支持ISA100.11a無線現場儀表、IEEE 802.11（WiFi）無線設備等多種應用。采用這種網絡的用戶一般都希望一個無線網絡能夠同時支持移動工作站、無線巡檢、人員安全系統和工廠安全系統，以及成百上千臺支持過程監測和控制的無線變送器的場合。

用戶可以根據全廠范圍內的控制監控范圍和類型的不同，采用上述的各種不同的網絡架構，進而通過一個統一的無線網絡管理平臺，管理無線網絡的通訊、安全和無線儀表的遠程組態、診斷等。

通用性

OneWireless支持工業應用的所有標準：

支持多種標準的網絡：OneWireless網絡支持ISA100.11a標準的無線現場儀表、IEEE 802.11標準無線的WiFi設備，以及IEEE 802.3標準的以太網設備。同時支持多種標準的網絡可以顯著降低與無線網絡相關的安裝、維護和安全管理等成本。

支持多種通訊協議的網絡：無線網絡ISA100.11a數據能夠同現有的各種標準通訊協議設備很便捷的整合在一起，如HART、Modbus（Serial和TCP）以及OPC。無線網絡還提供一個通用接口，通過使用各種通訊協議實現客戶/服務器變送器與主控制系統的本地內嵌式通訊（native communication）。比如，霍尼韋爾利用此功能支持Enraf Entis應用系統的Bi-Phase Mark III通訊協議。

性能

如同有線方式的性能：借助OneWireless主干網絡，用戶可以使其無線現場儀表達到與有線系統幾乎相當的性能。使用節點或FDAP等設備構建無線主干網絡時，無線現場儀表不再需要從其它現場儀表進行數據路由。無線現場儀表電池壽命可達五年或者更長的時間（刷新速度1秒時）。

無線變送器電池壽命可預測：電池使用壽命必須長期而可靠。否則即使經濟的無線變送器也會因為不斷更換電池而增加長期成本，而且還會因為電池更換打斷生產過程。OneWireless無線現場儀表的電池壽命在采用快速刷新速度時（5秒）可達10年。

端對端的工業安全措施：OneWireless應用工業標準的128位加密措施（主干無線網絡、無線WiFi設備以及無線現場儀表），確保工廠的信息和生產的安全。

無線軟件在線升級和組態：所有ISA100.11a無線現場儀表都可以通過無線網絡，進行在線遠程組態和升級，從而明顯節省無線現場儀表的現場組態工作量。

可用性

OneWireless使無線現場儀表的數據達到最高的可用性。

數據和通道的分離：OneWireless網絡支持無線WiFi設備和ISA100.11a無線現場儀表之間的互操作性。該網絡還支持自動識別數據優先級，確保來自無線儀表的關鍵控制數據始終具有最高的優先級并保證數據成功傳輸。

OneWireless自組織、自愈合的高速無線網絡，支持靈活分配通訊通道和具有內置通訊延遲措施及冗余機制的可靠的架構，確保安全、可靠的無線控制應用。

無線現場儀表接入點天線多樣性：無線現場儀表接入點的多種天線選型，可以支持無線現場儀表在多路徑冗余通訊環境中的遠距離無線通訊。

保護用戶投資

OneWireless采用工業無線國際標準，經得起未來考驗。

ISA100.11a和IEEE 802.11 a/b/g/n：為用戶帶來更多的靈活選擇和互操作性。已經使用OneWireless的用戶可以通過無線軟件升級的方式把已有的網絡結構與ISA100.11a整合在一起。ISA100.11a標準保證來自不同廠家的無線現場儀表之間的相互兼容和互操作性。

支持所有重要的現場協議：支持多種通訊協議，用戶可以更為靈活的采用Modbus、HART、OPC以及ISA100.11a等通訊協議把無線現場儀表的數據同現有系統進行數據集成。

OneWireless工業無線網絡主要設備

OneWireless網絡主要設備包括：無線管理平臺（WDM）、OneWireless現場設備接入點設備（FDAP）、OneWireless多功能節點，Cisco 1552S AP及XYR 6000無線變送器。

無線管理平臺

WDM管理所有的無線現場設備，如ISA100.11a無線變送器、現場設備接入點FDAP，多功能節點和Cisco AP等無線網絡設備。WDM承擔無線現場儀表網絡網關、系統管理器以及安全管理器的角色。它用于初始化無線設備的組態，并存儲組態無線設備所需的無線網絡系統數據。它實現無線現場儀表網絡的安全管理，生成、發布和管理所有現場設備加入無線安全網絡所需的安全密鑰。它還提供同上位控制系統DCS或其它系統的數據集成的標準通訊協議接口，如Modbus（TCP/IP、RTU）、HART、OPC或內嵌式通訊。

現場設備無線接入點FDAP

現場設備無線接入點（FDAP）是一種可靠的工業接入點，可訪問ISA100.11a現場無線變送器。在現場安裝后，FDAP會進行自動檢測和組網，并形成一個可控、安全和冗余的無線現場儀表網狀網絡。 它們在無線儀表網絡與無線主干網絡或有線控制網絡之間充當路由的功能。

Cisco? Aironet? 1552S Outdoor AP節點設備

Cisco?Aironet?1552S AP節點設備符合工業環境的應用，相互無線通訊構建無線主干網絡，支持同IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi移動終端設備和ISA100.11a 無線儀表的相互無線通訊。該設備內嵌Cisco’s CleanAir?技術能夠智能優化無線網絡的通訊，降低無線信號干擾，提高通訊空間的無線通訊質量，最終明顯改善無線網絡的通訊性能，方便用戶的使用。

Cisco WLAN Controller

Cisco WLAN控制器用于管理Cisco’s Aironet 1552S AP，可以降低網絡設計和運行的維護成本。通過延伸Cisco 同有線網絡一致的網絡安全措施和技術，WLAN Wireless Controller可以幫助：

靈活的集中管理和配置無線通訊策略、安全設置等；

Wireless intrusion prevention system (WIPS)防入侵措施；

實施同有線網絡一致的策略，并集成到Cisco Identity Services Engine中；

支持先進的移動服務，如 ClientLink, VideoStream，和CleanAir technology。

XYR 6000無線變送器

XYR 6000無線變送器應用在有線方案成本過高的場合，或危險區域的數據采集。

XYR6000無線變送器符合ISA100.11a工業無線標準，可以組態為具有路由功能或不具有路由功能。配置路由功能時，無線變送器不僅可以無線發送自己的數據，而且還可以為相鄰現場儀表的數據進行無線路由。無線變送器支持在線軟件升級。

一個無線網絡滿足工廠全部的無線需求

霍尼韋爾的OneWireless網絡可以將過程控制網絡擴展到現場。它是：

最靈活、擴展性最好的工業無線網絡；

調試和維護最方便的工業無線網絡；

性能和可靠性最優的工業無線網絡；

最經濟的工業無線網絡。

圖1 無線網絡

表1 架構網絡詳細信息