WirelessHART系統應用

無線技術開辟了在廣泛領域進行應用的機會，這包括從加入以前由于物理或經濟上的原因而無法進行的測量，到獲得全廠范圍的功能，如資產和人員跟蹤、安全性和員工工作效率。WirelessHART把重點放在過程自動化的尚無無線標準的核心功能之上。　　　　像有線HART技術一樣，WirelessHART支持全系列的過程監控和控制應用，包括　　　　設備和過程監控；　　　　

環境監測、能源管理、法規遵從；資產管理、預防性維護、先進的診斷；閉環控制（在適當情況下）。　　　

　WirelessHART技術將補充而不是取代有線儀表，工廠中兩者往往平行工作。WirelessHART技術的向后兼容，包括HART指令結構和設備描述語言，使得使用同一工具便可以方便地同時支持有線和無線設備。WirelessHART設備還希望超越“互換性”，以提供真正的互操作性。這意味著，用戶可以選擇最好的WirelessHART設備，而無需考察制造商是誰，還能夠保證兼容設備可以在一個系統中協同工作，并可相互替代而在主機系統一級依然不喪失功能。　　　

　WirelessHART設備可以是個獨立的裝置，其消除了到控制系統的模擬連接。該設備可安裝在工廠的任何地方，而無需線纜的花費。過程變量（PV）和HART數據通過WirelessHART網關與控制或資產管理系統連接。WirelessHART應用系統構成如圖3所示。

在現場系統應用中，有線HART+WirelessHART兩種技術相結合提供具有成本效益、低風險的通信解決方案。協同工作，使得在已安裝HART設備上的投資得到保護，而且可以快速、經濟地增加額外的HART設備。　　　　

五、WirelessHART無線網絡組網與設計隨著工業無線網絡應用范圍的擴大，工廠企業開始大規模應用無線網狀網絡技術。構建一個WirelessHART網狀網絡是一個不困難的任務。由于設備類型有限以及網狀網絡具有自組織能力，已不需要進行大量的設計工作，但是隨著網絡規模的擴大，該技術暴露了某些局限性。從邏輯上講，大規模網絡配置有大量設備，這些設備需要通過網狀網絡多次“跳躍”后將獲取的數據返回給主機。隨著跳躍次數的增加，執行時間隨之增加。大規模網絡的管理較為困難，由于無線RF的范圍相對較短，需要增加額外的中繼器。這樣一來，無線網狀網絡中可能會出現瓶頸，而且故障也會影響網絡的較大范圍。

為了克服上述缺陷，將大規模網絡劃分為幾個小型網絡或幾個集群（Cluster）。由于節點通過幾次跳躍就可到達網關然后到主機，所以集群方式減少了整個網絡的執行時間。這種簡化的網絡拓撲形式大大降低了需要中繼器的可能性。從而產生了沒有瓶頸的可靠而又穩定的網絡。由于在網絡中消除了瓶頸，并且無需安裝高性能的路由器，對電池供電設備的要求也隨之降低，大大減少了網絡的維護量。　　　　使用集群方法后，設計的注意力集中于網關的能力。由于WirelessHART通信范圍有限，這種方法要求網關盡量安裝在靠近現場設備的地方，這樣一來，網關至主機的物理連接就成了問題。假如使用銅纜或光纜連接到現場的網關，則采用WirelessHART無線通信節約的成本將被抵消，因此必須消除回程（Backhaul）電纜才能達到進一步節約成本和提高靈活性的目的。菲尼克斯電氣公司為了解決這個問題，研發了集成WLAN收發器的WirelessHART智能網關。