工业无线通信系统应用注意事项介绍用户采用工业无线通信系统应考虑选用的国际标准、使用现场情况、应用类型、信号类型、基本设备类型、采集点数、现场的障碍物及分布情况、传输距离、刷新率和无线网络与控制系统的连接这10个问题。
采用工业无线通信系统的用户越来越多，对于没有使用过工业无线通信系统的用户来说，其对工业无线通信系统的熟悉程度有限。为了使其了解工业无线通信系统的基本知识，即作为用户有哪些问题需要事先考虑，又有哪些资料需要事先做好准备，笔者列出用户在采用工业无线通信系统之前要主要考虑的10件事，以使用户在规划和实施过程中有所准备。
1、采用工业无线通信系统考虑的10个问题
①选用的国际标准
工业无线通信领域的国际标准有：Wireless HART、WIA-PA、WIA-FA和ISA100.11a。
Wireless HART通信协议由HART通信基金会发布，得到艾默生过程管理公司、ABB、E+H、MACTek、P+F和西门子在内的过程控制厂商的支持，2010年4月12日获得国际电工委员会(IEC)的认可，成为工业过程测量和控制领域的无线国际标准IEC62591。
WIA-PA(工业过程自动化的无线网络规范)由中国国家标准化管理委员会提出，得到中国工业无线联盟的支持，2011年10月14日获得国际电工委员会认可，成为工业过程测量和控制领域的无线国际标准IEC62601。
WIA-FA(工厂自动化工业无线网络技术规范)由中国科学院沈阳自动化研究所牵头制定，2014年9月获得国际电工委员会认可，成为国际上第1个面向工厂高速自动控制应用的无线技术规范。这一规范是工厂自动化生产线实现在线可重构的重要技术，对推进制造业由传统的低成本大批量生产模式向高端高附加值的个性化生产模式转型升级，具有重要意义。
ISA100.11a由ISA(国际自动化学会)的ISA100工业无线委员会提出，得到霍尼韦尔、横河、埃克森美孚、GE、山武在内的过程控制厂商的支持，2014年9月获得国际电工委员会的认可，成为工业过程测量和控制领域的无线国际标准IEC62734。
上述4个国际标准中，除了WIA-FA是面向工厂自动化生产线的外，其余3个均面向工业过程测量和控制领域，用户可按所属领域选用以上标准。
②使用现场
采用工业无线通信系统时，需要考虑用户现场是新建还是改扩建。新建项目可按最佳方案考虑系统构成、设备选型及现场安装布置。改扩建项目考虑的问题相对较多，不但需要对现有系统构成、已运行的现场设备和管线配置情况事先了解，还要考虑怎样与现有系统连接、原有设备有哪些可以利用、现场安装设备的位置是否需要变动等问题。
例如改建项目中，将原来的有线现场设备(如各类变送器)改为无线现场设备就有2个方案可以选择: 一是直接将这些有线设备替换成无线设备。如将有线温度计、温度变送器、压力/差压变送器换成无线温度变送器、压力/差压变送器；二是保留原有设备，新增相关设备后转换为无线设备。如给带HART功能的有线温度变送器、压力/差压变送器配用无线适配器，将有线温度计和不带HART功能的有线温度变送器、压力/差压变送器接入单点或多点无线模拟量输入变送器，即可实现原有有线设备向无线设备的转换。为了强化无线现场设备的通信质量，部分原有有线现场设备的安装位置也有可能改动。
③应用类型
ISA下属的ISA100工业无线标准化工作委员会，按照流程行业应用中的一般条件，根据应用中安全性、可靠性和传输时延的不同要求，已分别确定6类(0-5类)应用: 0类信息传输速度最快，主要用于安全联锁、紧急停车、火灾控制等始终关键的紧急动作；1类、2类分别用于闭环调节控制和闭环监督控制；3类用于人工开环控制；4类、5类主要用于信号报警、事件跟踪和历史数据采集。
工业无线应用设计的最终目标是涵盖1-5类，但目前主要集中在ISA100定义的3-5类，重点是4类、5类的参数监测应用。根据英国石油公司的数据，1-5类应用数量的比值大致为1:2:4:10:10，即4-5类大致占75%的比例，加上3类后约占90%，可见其应用面非常宽。
用户可根据具体工程项目，列出属于3-5类应用的具体参数。在现阶段，无线通信暂时不要在1-2类闭环控制中应用，更不要应用于属于0类的安全联锁、紧急停车、火灾控制。
④信号类型
信号类型一般可分为模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出，信号由带各类数字通信的智能仪表提供。工业无线通信系统现阶段的应用以模拟量输入、开关量输入为主，模拟量输出、开关量输出则较少。
模拟量输入信号可通过检测参数(如温度、压力、流量、物位、质量、成分分析等)的无线变送器采集。对于一些暂时还没有无线变送器传输的参数，可将原有变送器的输出信号通过无线现场设备采集，如带HART通信的仪表设备可配用适配器，只有4-20mA输出的仪表设备可配用能接入该信号的无线温度变送器(如艾默生公司的848T) 、无线模拟量变送器(如霍尼韦尔公司的XYR6000无线模拟量输入变送器、无线多组合变送器) 。
开关量输入一般可通过无线开关量输入变送器或无线多组合变送器采集。有模拟量输出的无线产品非常少，笔者仅见到中科博微公司WIA-PA现场无线设备中的WIA-IO4108在支持2路4-20mA输入信号的同时还支持1路4-20mA输出信号。
有开关量输出的无线产品也少，霍尼韦尔公司的XYR6000无线开关量输出变送器和无线多组合变送器有开关量输出回路，中科奥维公司WIA-PA的无线远程控制器中也有4 路开关量输出信号。
带各类数字通信的智能仪表中，各厂家提供的可供数字通信的类型有差别，如霍尼韦尔公司的XYR400E无线转接模块可转接以下通信协议：RS232、RS485、Ethernet，横河电机公司的无线适配器除可转接HART协议外，其多协议适配器还可转接RS485 Modbus通信协议，中科博微公司WIA-PA现场无线设备中的无线透传模块可转接RS485/RS232通信协议。
本章节是《工业无线通信系统应用注意事项》连载第一部分，期待读者继续关注工业无线通信系统应用注意事项连载二。
