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属于工业控制领域的无线电应用技术
 

【作者: 丹尼爾】2006年09月04日 星期一

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现在,802.11技术似乎已经成熟、过时了,不再被人谈论了。但是,像802.11这样普遍的技术,除了供给个人计算机使用以外,难道没有其它应用吗?其实,短距离无线电技术正进入工业控制的领域中,取代电线或缆线,这些都是一般人不知道的特殊应用。


这几年,无线电自动控制已成为生产自动化的工业界之焦点。目前,在这个领域中,约有10几种新应用是属于无线电自动控制的,例如:遥控和数据采集、机具安全、实时控制、物体感测、机器视觉、全自动化的制程控制等。


无线电技术最常应用在遥控和数据采集上。它可以轻易地取代传统的有线电网络传输,譬如:Ethernet、RS-232、RS-486等。其中,在物料处理系统中,有一个非常新的应用,称为「自动导引车(AGV)」,这种车辆可以在工厂内穿梭,这是利用无线电网络来控制的。AGV还可以在不同的无线电网络之间「漫游(roaming)」,其切换时间(handover time)小于50ms,比WLAN还快,所以AGV不会突然停驶。


像建筑施工所需的大型起重机或吊车,在操作时必须非常谨慎。在传统上,这些大型机具都是使用缆线或电线将它们附近的影像或数据传送到控制中心;可是,这会增加成本,而且还会有监控死角。改用无线电技术之后,可以大幅减少这些问题的发生。


虽然,802.11标准并不支持真正的实时控制,或「决定性控制(deterministic control)」,不过,仍可以参考802.11的PCF通讯协议,来设计符合工业等级所需的无线电芯片。它可以让网桥(access point)以固定的速度与每个工作站通讯,达到实时控制的目标,其功能就好像有线电网络系统里的输出入埠(I/O port)一样。


当发生水灾或满水位之前,可以利用无线电技术来播放警报和关闭水门。此外,像游泳池、喷泉等设施,必须保持固定水位或水量,也可以使用无线电技术来控制,例如:使用ZigBee无线电网络。此外,还有其它不同种类的无线电传感器可供应用,譬如:可以感测门窗开启或关闭的无线电传感器。


在全自动化的工厂里,除了需要机器手臂来做固定动作以外,可能还需要人机互动接口,这可以利用Ethernet、USB、相机、触控面板、键盘等装置来达成。感测和控制物体的移动,是现代工厂自动化的重要课题;这需要具备辨识和监控功能的软件,并且必须与各种工业级的网络技术互通,例如:CAN、Profibus DP、X2X Link、ETHERNET Powerlink、fieldbus等。


与主流的电子技术和产品相比,工业电子和自动控制似乎是属于比较旧的、冷门的、次要的技术和产品。不过,就获利而言,它们有时并不会比主流的电子产品逊色。而且,在这个领域里,还隐含着一些有待开发的应用和商机,值得业者注意。


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