ISA 10011a和WirelessHART——自组织与自管理的工业无线网络.docx
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1、ANSI/ISA100.11a和WirelessHART自组织与自管理的工业无线网络ANSI/ISA100.11a和WirelessHART自组织与自管理的工业无线网络控制工程网KinichiKitano导语:那些考虑通过无线网络将现场设备例如仪表和执行器连接到控制和监视系统的工厂或者设施,通常有两个主要的无线协议可以选择:ANSI/ISA100.11a和WirelessHART协议。两者均被国际电工委员会IEC采用为全球标准分别为IEC62734-无线通信网络和通信配置文件,和IEC62591-工业网络:无线通信网络和通信配置文件,并且已经使用了大约10年。那些考虑通过无线网络将现场设备例如
2、仪表和执行器连接到控制和监视系统的工厂或者设施,通常有两个主要的无线协议可以选择:ANSI/ISA100.11a和WirelessHART协议。两者均被国际电工委员会IEC采用为全球标准分别为IEC62734-无线通信网络和通信配置文件,和IEC62591-工业网络:无线通信网络和通信配置文件,并且已经使用了大约10年。这两种方法有许多相似之处。例如,他们使用一样的低功耗IEEE802.15.4无线电。WirelessHART的网状网是一个自己修复和自组织的网络。ISA100.11a也是自己修复的,每个节点都可以有冗余途径,用户指定这些管理网络的途径。然而,网络组织的方式有很大不同。很大程度上
3、取决于网络形成通信途径的方式,并使用网格技术,这种技术确定各个现场设备怎样互相双向通信。图1:布置在各个仪器和网关之间的路由器,有助于管理数据流量并最大限度地减少对网格的依赖。本文图片来源:横河电机WirelessHART自组织这两种协议都起源于21世纪初,当时经过制造领域的自动化技术,正在发生宏大的变化。早年间发生的战争已经销声匿迹,但它给许多自动化供给商留下了一个深入印象:假如因技术太复杂而无法运行,那即使具有技术优势,仍可能会降低实现商业应用的可能性。WirelessHART出如今市场上,它的配置简单、快速,这或者许是祈望防止与基金会现场总线和ProfibusPA总线类似的吐槽:它们太复
4、杂,一般工厂人员无法轻松施行。WirelessHART协议,采用了传统有线仪表HART协议的许多工具和技术,但使用无线进展通信。WirelessHART具有自组织功能,因此网络上的设备可以自动确定怎样互相通信以交换数据。单个仪器的发射器可以将数据发送到相邻设备,相邻设备拾取数据并彼此传递数据,直至到达网关。这会导致一些延迟,但这通常只是次要考虑因素。网络的自组织才能是动态的,可以根据不断变化的条件即时进展调整。该技术有效并且有其优势,但也存在着挑战:使WirelessHART自己管理消除了大多数外部管理工具。网络创立自己的通信途径,但无法实现手动旁路。WirelessHART的自组织特性意味着
5、可扩展性可能成为一个问题。任何网关都有处理设备的上限例如最多100个设备。自组织并不总是意味着自己优化。它可以为给定设备找到具有足够带宽的通信途径,但该通信途径并不一定是最直接的途径。网络设计人员可以使用诊断工具来查看设备的通信方式,但WirelessHART无法指示哪些设备之间互相通信。假如所使用的途径不太理想,那么创立新途径的机制需要在网络中放置其它设备以允许网络形成更好的途径。添加更多设备,不一定能消除夹点或者减少信号到达网关所需的跳数。网络根据需要调整自身的才能,为网络入侵者的尝试和探究提供了攻击面。例如,“虫洞攻击专门针对为某个目的而特设的网络,即使攻击者没有破坏任何主机或者破坏任何
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