如何利用无线技术提高采矿效率

的无线现场网络和应用于业务管理的工厂网络。

无线现场网络- 具有自组织网络结构的无线现场网络基于WirelessHART通讯标准，安装简便，无需现场勘查，可轻松获取测量和诊断数据。WirelessHART标准于2007年9月由200多家HART通讯基金会成员公司共同通过，它是专为过程工业，包括采矿业而设计的。WirelessHART被著名的咨询公司ARC誉为自动化3大趋势之一。

WirelessHART设备只需很小的带宽，就能达到很高的通讯性能。无线通讯采用的是经过验证的工业技术，并且在设计时充分考虑了安全性和可靠性。其自组织网状网络为现场仪表的相互通讯提供了平台，最大限度地确保了网络的集成，不让任何一个信号点出现问题。网络中每台设备都可以是一个连接点，它们会自动寻找最佳的通讯路径，如果出现临时障碍挡住通讯路径，邻近的设备会自动建立新的通讯路径继续传递信号，使数据传递的可靠性达到99%以上。

在规划无线现场网络时，无需预先对无线电频率进行现场勘查，自组织网络可令通讯畅通无阻，尤其在金属密度很高的工厂环境中，自组织网络更可以大显伸手。

电池寿命也是需要考虑的一项重要技术指标。所有无线设备都可设置成省电模式，以延长其使用寿命，电池的使用时间取决于设备传递数据的频率。当前的电池技术结合了能效测量仪器，可使大多数应用于温度和液位测量的无线设备电池寿命延长到10年。无线工厂结构非常经济而且可方便地将现场数据与自动化系统或资产管理进行整合。无线现场设备可广泛分布在工厂的边缘地区，穿越公路、河道或安装在铁路槽车、船支及卡车等移动平台上，用以收集过程信息，这是有线设备无法做到的。

无线工厂网络基于IEEE802.11标准，采用网状WiFi技术，以经济的成本为工厂运行搭建户外无线网络。无线工厂网络为各种固定和移动应用提供了安全、高带宽、可靠和灵活的获取信息的方式，如过程监测、资产跟踪、视频监视、音频通讯等。典型的无线工厂结构一般由网状接入点、局域网控制器和网络管理软件组成。

在使用无线工厂网络时，安全是一个重要考虑因素。幸运的是，应用于工业的无线工厂网络技术已经应运而生。为了防止无线窍听和其它外部攻击，所有数据传输都进行加密和用户授权，所采用的安全标准和协议均符合802.11i、WPA2和AES。

无线工厂网络的另一个要求就是可靠。采用智能化的路径协议来建立和维护无线网络，为网络提供自愈合、自修复和抗干扰等功能。远程接入点可在网络中选择最佳通讯路径，降低无线电频率的干扰，实现网络容量最大化。

问答

无线到底可以做什么？在有线设备无法到达的区域、危险区域，没有电源或是无法布线的区域，无线设备可以更快更方便地进行安装。由此获取的数据将缩短工作人员对设备故障的响应时间，甚至可预测即将发生的问题，从而避免非计划停车。随之带来的好处还包括更多地了解过程状况和更高的工厂性能，最终达到了节省成本提高效率的目的。

无线技术为获取有用信息提供了更为有效和简单的方法。例如，工作人员可在任何地方访问和操作各种数据；可对厂区内的人员和设备进行连续监视；安全系统确保所有访问都经过授权；摄像头不但用来监测围墙，还可监测过程。无线技术以方便经济地方式让工作人员更好地了解过程状况。

无线数据是否可靠？任何一种无线系统的可靠性都取决于其信息的传递能力，尤其是遇到设备故障或视线距离路径被阻挡的情况。与点到点的无线系统不同，艾默生的智能无线方案采用的是网状网络结构，它的通讯路径不是唯一的，而是冗余的，这就大大提高了通讯的可靠性，在无线设备与网关之间无论是出现了临时的还是永久性的障碍，都不会影响通讯。事实上，自组织无线网状网络可实现99%以上的网络可靠性。

无线设备是否适用于采矿和矿石加工这种严酷工况？艾默生的无线设备已成功应用于加拿大北部的油砂控制，这是全球环境最恶劣的地方之一；在澳大利亚无线设备曾用来监测卸船用海上沥青输送管道上的加热装置；在西弗吉尼亚，无线设备抵御了轧钢机的高温和潮湿。无论面对怎样的挑战，无线装置的可靠性始终高于90%。

对于采矿和矿石加工工业，无线是否具有足够的灵活性？开放性是WirelessHART标准最大的好处。无论是供应商还是最终用户都可以对无线产品及其应用进行有益的创新和开发。

无线现场网络的应用

目前无线现场设备主要应用于以下2个方面：

• 必须新增加的测量点
• 希望增加的测量点

为了满足环境和安全法规，有时必须增加新的测点，例如根据法律要求测量远程区域的流量、储罐液位以及排污质量。法规的制定者不会