摘要:随着我国机械制造、航天军工等重工业的快速发展,传统的生产模式已经无法适合现代工业制造需求。为了提高重工业生产的自动化控制能力,重工业生产环境部署了许多的传感器设备,并且采用无线通信技术实现数据收发。目前,重工业环境常用的无线通信技术包括WiFi、Zigbee、6LoWPAN,构建了无线局域网,能够精确实现数据共享,具有重要的作用。
关键词:重工业;无线通信;WiFiZigBee
1引言
随着我国国防军工、大型民用建筑的快速发展,促进了重工业生产的改革和转型,以便能够提高重工业生产效率和精确程度。目前,传统重工业生产模式已经无法满足时代建设的需求,在工业生产模式中引入了先进的无线通信技术、“互联网+”及智能制造技术,取得了显著的应用效果。目前,重工业生产环境中部署了许多的传感器、服务器等数据终端和接收服务器,各类型的设备之间通信采用的无线技术包括多种,比如WiFi、ZigBee、6LoWPAN等,这些无线通信技术共同构成了自组织无线局域网,适合在恶劣的重工业生产环境中应用,具有非常强的抗干扰能力,实现实时通信,并且具有非常低的功耗。
2重工业环境汇总无线通信技术应用现状
重工业生产环境恶劣,采用有线光缆不利于组网,并且易于损坏,因此使用ZigBee、WiFi和6LoWPAN等无线通信技术,可以提高组网的灵活性,每一种无线通信技术应用描述如下:
2.1ZigBee技术
ZigBee技术是一种低速率、短距离无线通信技术,其可以将部署于重工业环境中的传感器连接在一起,形成一个良好的自组织通信网络。网络通信可靠性较高,具有较低的节点功耗,实现重工业生产数据的集中式共享、传输管理。
2.26LoWPAN技术
6LoWPAN(IPv6overIEEE802.15.4)是一种基于IPv6的低速无线个域网通信标准,其可以把传统的无线通信协议扩展到IP链路上,进行网络通信,提高了重工业生产环境数据通信的可靠性。
2.3WiFi技术
WiFi是一种灵活的无线数据通信系统,其可以在短距离内实现设备组网,可以作为有线局域网的延伸、也可以单独组网,实现移动计算机服务器、终端设备等实现数据传输和共享。
2.4RFID技术
RFID是一种无线射频识别技术,该技术采用非接触式数据传输功能,能够实时的采集工业生产环境的设备信息,并且将这些信息保存在RFID服务器中,实现数据流的实时化传输和共享。
2.54G移动通信技术
4G通信技术已经成为当前无线移动通信的主流技术,该技术使用OFDM的多址接入模式,可以有效的增强无线链路通信技术,采用高可靠性的软件无线电技术和高校的调制解调技术,有效的提高了数据传输的速率。目前,通过对重工业生产企业进行调研和分析,本文选取了近1101家汽车制造、带钢生产、机械加工、船舶制造、煤焦化行业等重工业生产制造企业的进行了环境通信和分析,发现许多工厂采用无线通信技术实时数据传输,具体的应用情况如表1所示。
3重工业环境无线通信技术应用发展趋势
随着重工业应用环境无线通信技术的普及和发展,近年来无线通信技术得到了迅速的提升,尤其是随着物联网技术的提出,集成RFID、ZigBee、传感器、光缆线路等开发了更加先进的重工业生产控制系统。但是,由于重工业生产环境比较复杂,现场比较恶劣,因此未来无线通信技术的应用发展具有以下趋势:
3.1恶劣环境生存能力
由于重工业环境存在大量的金属,机器运行时产生大量的电磁场,因此无线通信技术需要较强的传输可靠性,保证数据在恶劣的生存环境中依然能够准确传输,实现无差错传输。
3.2自组织能力
重工业生产环境布置的传感器、终端信息采集设备较多,并且随着通信设备的使用,这些设备非常容易损坏,通信节点随时可能退出或加入,因此无线通信技术需要实现自组织能力,以便能够满足工业生产数据和控制命令传输需求。
3.3易管理特性
无线通信技术组网过程中需要满足易管理特性,便于及时的定位网络故障,并且能够在短时间内迅速解除故障,恢复网络的正常运行特性,提高无线网络在重工业环境应用中的可维护性。
3.4易扩展性
重工业生产现场需求多变,通常需要在短时间内频繁更换设备,包括增加设备、删除设备,因此无线网络技术需要保持易扩展性,以便能够及时的扩展网络节点,保持无线网络通信的完善性。综上所述,无线通信技术的应用发展趋势可以归结为较强的可靠性、自组织性、易管理性和易扩展性,保持无线网络通信技术先进性,更好的满足重工业通信需求。
4结束语
随着重工业自动化、信息化、智能化的发展,重工业生产环节之间变得更加紧密,每一个环节发生中断或错误都会影响重工业的生产效率。无线通信技术作为可靠的数据传输、共享技术,可以通过传感器实时的检测设备运行数据,发送相关的自动化控制命令,控制生产线的运转。
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作者:刘宝峰 单位:神华乌海能源有限责任公司西来峰煤化工分公司