无线
无线是指设备或系统之间通过空气进行的通信。无线通信使用各种标准和专有设计的软件和通信方法，用于工厂自动化、过程设施和其他工业应用。4G或5G无线技术等商业标准也被使用。
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探索工业无线最佳实践:更多答案
了解更多关于工业无线的知识，包括无线传感器、无线可靠性和无线技术选择。
学习目标
- 工业无线网络直播包括观众的问题，更多答案在这里。
- 无线传感器，无线可靠性和无线技术的选择是其中的主题。
- E Technologies和Wood提供系统集成服务，包括工业无线通信
更多的工业无线最佳实践提供了扬声器来自控制工程网络直播，“探索工业无线最佳实践”。劳里·卡瓦诺，业务拓展经理E技术，以及应用情报局院长弗兰森，木在7月8日的一小时网络直播中，他回答了更多工业无线听众提出但没有回答的问题。下面的答案包括无线传感器、无线可靠性和无线技术选择的信息。
问:如果无线是工业通信的选择，你如何帮助客户在技术中做出选择?使用的标准是什么?范围、速度、可靠性、网络安全、成本、生命周期?
瓦诺:首先要确定你要解决的问题是什么。你认为无线技术将成为解决方案吗?答案肯定包括这些标准:范围、速度/性能、可靠性、网络安全、实现成本、支持和维护成本、与现有系统的兼容性、生命周期?
Fransen:额外的标准是问自己，我用无线做什么?数据收集?流?离散数据?位置/移动吗?时间灵敏度/延迟。这些问题的答案将有助于提供一些答案
问:无线通信是否比有线工业通信更可能需要更新硬件或协议?
瓦诺:就我个人而言，我想谈谈有线设备硬件，因为控制基础设施总是提供跨多个固件级别的通信手段，所以当然不需要更新，并且能够在同一个有线网络上插入一个新控制器并与一个20年的控制器对话是可行的。这是由于某些行业需要验证系统，因此应用固件更新、SCADA或其他应用程序更新，甚至添加无线选项都需要大量的规划，并且由于需要重新验证这些系统，初始安装后的修改成本很高。
Fransen:这取决于无线基础设施。例如，使用2G蜂窝的物联网(IoT)解决方案可能会受到仅迁移到4G/5G的运营商的影响。
问:无线生命周期通常比工业有线应用程序长还是短?
瓦诺:有线通信，如果安装良好，并考虑到环境因素，可以稳定、可靠和持续很长时间，甚至可以在不改变无线基础设施的情况下更换两端的设备。这样更容易安全。Wired在实现和维护方面确实涉及多个参与者——这与环境的严酷程度或复杂性直接相关。
问:与有线通信相比，无线通信的可靠性值得关注吗?
瓦诺:说到无线，可靠性绝对是关键因素，这就是为什么你必须了解应用程序。还有干扰问题，确保你在正确的许可带宽上，等等。在减少环境对强度和可靠性的影响方面已经取得了一些进展，但这仍然是设计和规划时需要考虑的问题。
问:现在在改造工业通信时，通常是从有线到无线，还是从旧的无线到新的无线?
瓦诺:在我看来，与其说是一种替代，不如说是一种增强或适应。如果新设备配备无线传感器，同时还配备有线控制器，那么将有机会创建一个无线和有线混合通信和信息共享网络。幸运的是，可以使用现有的Wi-Fi网络，添加边缘工业物联网(IIoT)设备来收集无线传感器数据，将新控制器连接到现有的控制网络，并在新面板中添加交换机连接到网络，从而实现向混合无线架构的演进。这是一种进化，而不是革命。
问:客户是否曾经在开始时只考虑一种无线技术，然后因为应用需求更适合另一种工业无线技术而改变?
瓦诺:这绝对是一种真实的可能性，因此，我们从一个试点项目开始，以证明在设计阶段未知且无法确定的东西。设计只能让你走这么远。一开始，每个人都认为他们解决了根本原因，但试点项目应该能解决真正的根本原因。
问:感谢您从用例工业无线示例中汲取的经验教训。与几年前相比，你对客户在工业无线方面的建议有什么不同?
瓦诺:在组织内部评估无线是至关重要的，以确定(a)无线已经或将成为整个组织长期信息交换方向的一部分，还是(b)更多的是机会主义和基于案例的解决方案考虑。如果是(a)，那么我建议将企业无线战略作为整体信息技术/运营技术(it /OT)战略的一部分进行开发和维护;如果是(b)，那么在it /OT小组中有一个明确的“任务小组”就足以参与关于如何/在何处使用无线作为特定项目倡议的一部分的讨论。
问:是否有一些行业应该使用更多的工业无线，但却没有?为什么?
瓦诺:加工工业:生命科学、食品饮料和包装消费品。由于他们对设备的高度可靠性，他们可以真正开始建立基于大量实时数据的分析。
问:我甚至看到工业无线被用作起重机、柴油机车和其他应用的操作员安全紧急停止。工业无线技术的下一步是什么?
瓦诺:由于收集的数据量很大，因此在没有操作人员干预的情况下，将进行闭环决策，以纠正或调整设备。此外，由于较少的操作员和工人参与推动使用机器学习和人工智能模型，机器学习的完整性将由合规、安全和质量模型驱动。机器需要校准，而不是激励。
Fransen:随着宽带的普及，工业无线将超越传统的控制和数据收集。通过增强现实(AR)添加连接的操作员和维护，以支持制造流程。考虑实时访问数据以解决问题，绘图，装配过程可视化。
问:您建议我们如何提高我们的工业无线成熟水平?
瓦诺:了解您的组织的“真正”成熟水平——我的意思是利用这里的一些知识进行更多的自我教育，以便您可以在组织内提出更深入的问题，并确定无线可能已经在使用的地方。没有所谓的“愚蠢的问题”，但知道要问什么“聪明的问题”将帮助你更快地确定哪里可能有机会使用无线解决方案推动组织向前发展。根据你学到的东西，你可能会重新评估你在成熟度谱上的位置。一旦你评估了你当前的状态，并且更多地了解了什么是可能的，以及它如何在运营和财务上帮助组织，你将处于一个更好的位置，在内部提出你自己的用例，并确定那里是否有发展的动力。
问:关于工业无线生命周期有什么临别建议吗?
瓦诺:我认为建议是，无线生命周期或生命结束的公告并不一定像几年前那样可怕，因为有技术正在开发以弥补这一差距并提供中间件转换。有一些解决方案可以弥补这一差距，这样你就可以制定更具战术性的策略，随着时间的推移来解决技术老化的问题。
问:蜂窝网络与私有网络是否存在漏洞?
瓦诺:绝对的。网络安全或无线安全不是给定的，所以必须有一个深思熟虑的无线集成安全策略。这将在企业IT标准中被提及。这就是为什么已经有了一个特别小组或战略。面对当前的威胁，必须保持这一战略。
问:你听说过5G和人工智能的应用吗?
瓦诺:人工智能在制造业领域的应用一直很缓慢。我在其他分布式行业见过这种情况，比如水/废水处理，那里有多个位置。
问:请给出一些无线系统集成的建议。
瓦诺:用技术解决方案来定义你要解决的问题。真正地问问无线是否是答案，以及它们将如何发挥作用或不发挥作用。研究一下有哪些选择。对设计和实现解决方案的内部专业知识要现实。在你做太多工作之前，把你的想法告诉一个执行利益相关者。创建一个多元化的团队，设计一个选择过程，制定你的计划。在整个过程中，要乐于改变。虚心考虑其他选择。邀请她到餐桌上来!
问:有关工业无线的关键网络安全细节是什么?
Fransen:您的解决方案将如何管理对网络的访问保护?一旦进入网络，是否可以限制访问?在网络上传输的数据是否经过加密?隐藏无线网络的服务集标识符(SSID)是一些考虑事项。
问:你能讨论一下虚拟专用网络(vpn)或类似技术在基于运营商的网络上的可能用途吗?
Fransen:使用VPN连接到公司域的无线连接设备对于使用笔记本电脑和平板电脑的员工来说很常见。如果需要直接连接到企业网络，物联网设备也可以采用类似的策略。
问:Modbus可以无线使用吗?
瓦诺:当然可以。有很多方法可以做到这一点。这取决于应用程序和当前的基础设施。这适用于TCP、RTU和蜂窝技术平台。
问:IEEE 802.11 Wi-Fi网格与Zigbee网状网络的优缺点是什么?
Fransen:Zigbee是一种短距离、小数据、低功耗的mesh网络解决方案。每个节点可以直接连接到网络，也可以通过另一个节点(直通)连接到网络。这有助于扩展范围并增加一些可靠性，因为节点有多条路径连接到网络。WIFI提供了更远的范围，大量的数据，更高的功耗。
-内容经理Mark T. Hoske编辑控制工程， CFE传媒，mhoske@cfemedia.com．
关键词:工业无线，系统集成
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你在质疑吗在哪里添加无线工业通信?
无线常见问题解答
无线网络如何应用于制造业?
- 自动化和控制:无线网络可用于连接工业设备和系统，实现实时通信和过程控制，从而提高效率并减少停机时间。
- 数据收集和分析:无线网络可用于从传感器和设备收集实时数据，提供有价值的信息，可用于优化流程，提高产品质量和减少浪费。
- 库存管理:无线网络可用于实时跟踪库存水平，提供有关库存水平的准确信息，并实现准时交货。
- 机器对机器(M2M)通信:无线网络可用于实现工业机器和设备之间的通信，提供过程的实时监控和控制，并降低设备故障的风险。
- 预测性维护:无线网络可用于收集来自传感器和设备的实时数据，能够预测设备故障并在故障发生前安排维护，减少停机时间并提高效率。
- 移动计算:无线网络可用于支持移动计算，使工人能够访问实时信息并更有效地执行任务，而不管他们在制造设施中的位置。
工业无线网络与传统无线网络有什么不同?
- 健壮性:工业无线网络可能需要承受恶劣的工业环境，包括极端温度、振动和电磁干扰，这些在传统无线网络中通常不会遇到。
- 可靠性:工业无线网络通常必须具有高可靠性，以确保工业流程的无缝运行。健壮的冗余网络技术可以承受恶劣的工业环境，并提供高水平的可用性。
- 安全性:工业无线网络必须是安全的，以防止未经授权的访问和数据泄露。这就需要实施强大的安全措施，如加密、身份验证和防火墙，以防范网络威胁。
- 互操作性:确保不同的设备、系统和技术能够彼此无缝通信是工业无线网络的主要挑战。这就需要制定可以被广泛采用的标准化协议和技术。
- 延迟:工业无线网络通常需要支持实时通信和控制，需要低延迟和高带宽来处理连接设备和传感器产生的大量数据。
- 可扩展性:工业无线网络通常需要可扩展性，以适应不断增长的连接设备和系统。这可能需要能够支持大量节点并提供高吞吐量的网络技术。
工业无线网络面临哪些独特的挑战?
- 干扰:工业环境经常充满电磁干扰，这会对无线网络的性能产生负面影响。
- 范围和覆盖范围:工业环境可能很大且具有挑战性，需要无线网络提供广泛的覆盖范围和远程连接。
- 电力限制:许多工业设备和系统由电池或其他有限的电源供电，这可能会影响无线网络提供可靠连接的能力。
- 安全性:工业无线网络必须高度安全，以防止未经授权的访问和数据泄露，这可能对工业操作构成重大风险。
- 可扩展性:随着连接设备和系统数量的增长，工业无线网络必须具有可扩展性，以适应日益增长的连接需求。
- 互操作性:确保不同的设备、系统和技术能够彼此无缝通信是工业无线网络的主要挑战。
- 可靠性:工业无线网络必须具有很高的可靠性，以确保工业流程的无缝运行，而工业流程可能会因网络故障而中断。
工业网络的最新技术进展是什么?
工业网络的一些最新技术进展包括:
- 工业物联网:在工业环境中越来越多地采用物联网(IoT)正在推动新的网络技术和协议的发展。
- 5G技术:正在开发5G网络，以支持工业环境中越来越多的连接设备和系统，提供更高的带宽和更低的延迟。
- 边缘计算:边缘计算可以在网络边缘执行数据处理和分析，减少传输到中心位置的数据量，提高系统响应能力。
- TSN (Time-sensitive networking): TSN是一套在工业网络中实现实时通信和控制的技术。
- 网络安全:随着工业网络的连接越来越紧密，对先进网络安全技术的需求越来越大，以防止网络攻击。
- 人工智能和机器学习:人工智能和机器学习正被集成到工业网络中，以实现自我优化和自主系统。
- 无线工业网络:无线工业网络的发展提高了工业网络的灵活性和可扩展性，减少了对有线连接的需求，扩大了工业网络的实际应用。
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