博大精深 細致入微
無線HART工作原理
2022-09-21
WirelessHART是一種過程自動化應(yīng)用領(lǐng)域的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。它給HART協(xié)議增添了無線功能,同時保持了與現(xiàn)有HART設(shè)備、命令和工具的兼容性。
每個WirelessHART網(wǎng)絡(luò)包括三個主要部分:
與過程或工廠設(shè)施連接的無線現(xiàn)場設(shè)備。此設(shè)備可以是一臺具有內(nèi)置WirelessHART的設(shè)備;或者現(xiàn)有安裝的擁有HART功能的設(shè)備,并且有一個WirelessHART適配器與之相連。
網(wǎng)關(guān)使得這些設(shè)備能夠與連接高速骨干網(wǎng)或其他現(xiàn)有工廠通信網(wǎng)絡(luò)的主機應(yīng)用程序通信。
網(wǎng)絡(luò)管理器負責(zé)配置網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度設(shè)備之間的通信、管理郵件路徑以及監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)管理器可以集成到網(wǎng)關(guān)、主機應(yīng)用程序或過程自動化控制器之中
網(wǎng)絡(luò)使用IEEE 802.15.4兼容無線信號,在2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療無線電頻段工作。無線信號采用直接序列展頻技術(shù)和信道跳頻以保證通信的安全性和可靠性,而且網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備之間使用TDMA同步、延時控制通信。這項技術(shù)通過在范圍廣泛的過程控制行業(yè),進行現(xiàn)場試驗和實際的工廠安裝,其成功已經(jīng)被證明。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備都可以作為其它設(shè)備消息的路由器。換句話說,一臺設(shè)備不必與網(wǎng)關(guān)直接通信,而只需將其消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一臺最近的設(shè)備。這擴大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,并且提供冗余的通信路徑,以增加可靠性。
網(wǎng)絡(luò)管理器根據(jù)延遲、效率和可靠性來確定冗余路徑。為了確保冗余路徑保持開放和通暢,信息不斷交替使用冗余路徑。因此,像因特網(wǎng)一樣,如果消息無法通過一條路徑到達其目的地,它會自動重新路由到已知良好的冗余路徑,而不會丟失數(shù)據(jù)。
網(wǎng)狀設(shè)計還使得添加或移動設(shè)備簡便易行。只要設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備的范圍之內(nèi),它便可以通信。
為了靈活滿足不同應(yīng)用的需求,WirelessHART標準支持多種信息模式,包括過程和控制值的單向發(fā)布,通過例外發(fā)出自發(fā)性的通知,臨時請求/響應(yīng),以及大型數(shù)據(jù)集的自動分塊傳輸。這些功能使得通信能夠按照應(yīng)用的要求而進行定制,從而減少耗電和開銷。
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