通信技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用及發(fā)展淺析

唐超文+王雪飛

【摘 要】隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，工業(yè)自動化已經(jīng)成為我國行業(yè)發(fā)展的主流趨勢，作為工業(yè)運(yùn)行中的重要一環(huán)，通信技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前工業(yè)自動化發(fā)展的必要手段。本文在相關(guān)文獻(xiàn)的查閱中以及個人經(jīng)驗(yàn)的累積中對工業(yè)自動化中通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了初步的解析與探討，將當(dāng)前工業(yè)發(fā)展環(huán)境下的通信技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，對于通信技術(shù)今后的發(fā)展目標(biāo)和方向、以及具體應(yīng)用進(jìn)行初步的討論。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化；通信技術(shù)；應(yīng)用淺析

得益于經(jīng)濟(jì)與科技的突破和發(fā)展，依據(jù)相關(guān)技術(shù)人員的不斷努力，近年來，通訊技術(shù)已經(jīng)得到了里程碑式的發(fā)展。作為最重要的輔助設(shè)備，通信技術(shù)的使用率以及覆蓋范圍非常廣泛，在各個行業(yè)以及各個領(lǐng)域都能夠看到它的身影，而其在工業(yè)自動化中也扮演了非常重要的角色。作為當(dāng)前時代發(fā)展的大趨勢，通信技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)成為了未來工業(yè)自動化的主要潮流。而通信技術(shù)作為其中的重要環(huán)節(jié)，對于其實(shí)施發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，正是因?yàn)槠涞匚坏闹匾院托枨蟮膹V泛性，為了提高工業(yè)自動化的質(zhì)量和效率，進(jìn)行通信技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前工業(yè)自動化的發(fā)展必然訴求。

一、通信技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

（一）無線短程網(wǎng)（Sensor Networks）

現(xiàn)場設(shè)備層無線通信迅速進(jìn)入工控領(lǐng)域，其中一個突破口是現(xiàn)場總線和無線通信技術(shù)的結(jié)合[1]。無線短程網(wǎng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用較為廣泛，以Zigbee網(wǎng)絡(luò)為例，其具有功耗低、傳輸穩(wěn)定新高、傳輸容量大、兼容性強(qiáng)、安全性高，而且成本更低，在Zigbee的應(yīng)用中，利用這種無線短程網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒐I(yè)自動化的程度大大提升。

（二）無線局域網(wǎng)（Wireless LAN）

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，有成千上萬的感應(yīng)器，檢測器，計算機(jī)，PLC，讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供的通信接口是RS-232或RS-485[2]。而這一技術(shù)相比于傳統(tǒng)的技術(shù)有著極大的優(yōu)勢，包括其較高的兼容性，對于RS-232的支持，讓其數(shù)據(jù)處理能力大大提升。其次，從施工設(shè)備角度上，無線局域網(wǎng)省略了布線工作，不僅優(yōu)化了工作環(huán)境也提高了通信運(yùn)行效率。最后，WL具有較高的覆蓋性，覆蓋范圍廣。正是這些優(yōu)勢，讓W(xué)L在工業(yè)自動化中起到了極大的推動作用。

（三）藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）

作為電子通信中的重要技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，而且仍然具備較大的發(fā)展空間。它可以應(yīng)用于無線設(shè)備（如PDA、手機(jī)）、圖像處理設(shè)備（照相機(jī)、掃描儀）、安全產(chǎn)品（票據(jù)管理、身份識別）、消費(fèi)娛樂、汽車產(chǎn)品（GPS、ABS、動力系統(tǒng)）、家用電器（電視機(jī)、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機(jī)）、醫(yī)療健身、建筑、玩具等領(lǐng)域[3]。

二、通信技術(shù)在工業(yè)自動化中常見的干擾問題及解決措施

（一）配置干擾與控制策略

作為整個通信系統(tǒng)中，干擾最強(qiáng)烈，影響最大的干擾因素，配置干擾會對整個通信產(chǎn)生巨大的影響。通常，當(dāng)出現(xiàn)通信故障時，若是在初步的排查中進(jìn)行了硬件故障問題的排除，那么接下就必須要進(jìn)行配置干擾的檢查。此類狀況一經(jīng)出現(xiàn)，首先要對該故障區(qū)域的接入點(diǎn)進(jìn)行檢查，若是在初步的檢查調(diào)試后問題沒有得到解決，第二部需要檢測該區(qū)域的信號強(qiáng)度，這一步驟可以直接經(jīng)過設(shè)備中的相應(yīng)檢測程序進(jìn)行。若檢測結(jié)果顯示該區(qū)域的信號強(qiáng)度差，而且在設(shè)備位置無移動的情況下，則需要進(jìn)行頻道的更換，將連接頻道進(jìn)行更換后在對該區(qū)域的通訊狀況進(jìn)行測試[4]。

（二）局域電子通信干擾與控制措施

在進(jìn)行一些電子設(shè)備的應(yīng)用時，會產(chǎn)生一些特別的點(diǎn)播，這些波段相互作用，會對電子通信的大環(huán)境產(chǎn)生影響，破壞電子通信的穩(wěn)定性，對其產(chǎn)生干擾，例如全波段或者窄帶干擾。全波段干擾是指應(yīng)用頻率能夠被所有干擾要素覆蓋，可以在任何狀況下對運(yùn)行做出干擾，要想清除全波段干擾，就要對發(fā)射頻率做出調(diào)整，一般將其調(diào)至2.4GHz 至5GHz 范圍內(nèi)[4]。另一方面，也可以采取相應(yīng)的擴(kuò)頻技術(shù)，這類技術(shù)也能夠?qū)Υ藛栴}進(jìn)行解決。窄帶信號對整個電子通信產(chǎn)生影響主要是通過電子通信的轉(zhuǎn)型模式漏洞來對其頻譜頻率進(jìn)行干擾，最終造成該區(qū)域的電子通信的不穩(wěn)定，造成相應(yīng)的質(zhì)量問題。出現(xiàn)這一狀況，首先需要進(jìn)行干擾源的清理，另外，還需要將該區(qū)域的信號重新處理，合理配置，以此來達(dá)到電子通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

三、通信技術(shù)在工業(yè)自動化中的發(fā)展方向

（一）通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

當(dāng)前，由于沒有一個統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，讓目前的通信技術(shù)設(shè)備有較大的差異，讓其在工業(yè)應(yīng)用中會產(chǎn)生較大的出入，兼容性和共享性差。因此，在今后的工業(yè)自動化發(fā)展中，需要制定較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，讓其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，并且要將共存性考慮在內(nèi)。這樣能夠讓通信技術(shù)具有更高的兼容性，從而擴(kuò)大使用范圍，也有利于通信技術(shù)在工業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

（二）通信系統(tǒng)的協(xié)調(diào)兼容

隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中，必然會讓其在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上更加高效、更加穩(wěn)定、更加安全，更加兼容，并且其覆蓋范圍也要不斷地擴(kuò)展。與Wimax （微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access）融合，支持高速、移動接入。其次，現(xiàn)場總線的無線傳輸?shù)目尚行哉谠u估，無線通訊技術(shù)將會和現(xiàn)場總線技術(shù)更加緊密結(jié)合[5]，從而使通信系統(tǒng)的協(xié)調(diào)兼容變得更好。

（三）通信技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)張

隨著工業(yè)自動化的進(jìn)一步推進(jìn)，通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，通信技術(shù)的應(yīng)用范圍將會更加廣闊，其會在樓宇自動化、電氣自動化、交通智能化以及設(shè)備監(jiān)控等等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，同時，在水電站、建筑工程、工業(yè)爐上也會得到大力的應(yīng)用。并且隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，通信技術(shù)的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)張。

（四）通信技術(shù)中的無線技術(shù)和有線技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

在未來的工業(yè)自動化領(lǐng)域，會讓通信技術(shù)內(nèi)部的有線和無線通信有機(jī)結(jié)合。目前通信技術(shù)中的無線通信和有線通信將會在不斷地發(fā)展中相互融合，作為工業(yè)自動化中的重要技術(shù)而走向結(jié)合發(fā)展的道路。在未來的發(fā)展中，有線和無線通信的有機(jī)結(jié)合勢必是一個需要不斷發(fā)展的研究方向。

四、結(jié)語

進(jìn)行通信技術(shù)的應(yīng)用，對工業(yè)自動化進(jìn)行革新和完善，對于完善自動化技術(shù)，刺激行業(yè)改革，提高行業(yè)發(fā)展效率都有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。通信技術(shù)作為工業(yè)自動化中的重要一環(huán)，還有著許多的發(fā)展空間，雖然筆者在文中對通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了初步說明，但是由于認(rèn)知的局限性，一些觀點(diǎn)和看法還比較淺顯，希望能夠引起一些專家學(xué)者的重視，能夠讓通信技術(shù)得到進(jìn)一步的突破，讓工業(yè)自動化得到更好的發(fā)展。

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