无线模块在工业控制上的应用

工业控制现状

随着计算机、通信、自动控制、微电子等科学技术的发展,无线通讯在工业控制上的应用越来越广泛。在工业控制应用中,有线传输受环境的影响较大,不利于工业控制。为了加强对工控设备的实时监测和控制,减少环境对传输设计的影响,越来越多的工业控制中应用无线模块。

早期的工业控制主要是采用双绞线路进行数据传输,但存在很多问题:第一,传输距离短。比如232双绞线传输方式,本身的传输距离就有限,即使增加驱动电路,仍然受到很大的限制,一般能到20米左右。第二,有线传输在数据传输过程中存在衰减,比如网线传输方式或者是485双绞线的有线传输方式,这两种传输方式增加了传输距离,但是随着距离的增加,线路的阻抗对信号产生很大的衰减,仍然限制了传输距离。第三,无法满足长距离的控制需求,有线通信方式的建立必须架设电缆或者挖掘电缆沟,因此需要大量的人力和物力,会增加非常大的成本。

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为了克服以上情况,无线通讯成了主要的研究方向。无线通讯技术主要包括数据采集、视频监控等,帮助用户实现移动设备与固定网络的通讯或移动设备之间的通讯,且坚固、可靠、安全。它适用于各种工业环境,即使在极恶劣的情况下也能够保证网络的可靠性和安全性。在设备层则将现场感应器、检测器、PLC、读卡器或其他设备,互相连接形成一个无线传感器控制网络,作为信息系统内管理收集数据的工具,在很大成度上弥补了有线网络的不足,在无线射频领域,工业控制也有很大的发展,各种无线模块被大量使用,从而进一步完善了工业控制网络的通信性能。

无线模块应用

无线通讯技术在工业控制中的应用多种多样,各种技术都有其标准,如WLAN(IEEE 802.11)、蓝牙、手机通讯(GSM、CDMA、GPRS、EDEG、3G及4G)和无线数传电台等。一般来讲,对于不同的需求,对无线技术的应用也不同,本文主要是在无线数传电台的应用。

在工业控制现场中,无线数传电台采用单片机和无线传输模块相结合或者嵌入式控制器与无线模块结合的控制方式,采用这样有很多的优势。第一,不需要建议无线局域网,从而节省了构建局域网和维护局域网的费用。第二,无线模块的安装也较为方便,占用空间较小。第三,无线模块一般采用RF射频方式进行传输,传输频率为比较的常用的315M、433M、868M、915M等的工业级频段,这样可以大大简化工业控制设计。

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工业控制上无非就是温度、压力、液位、流量这4种模拟数据量的采集和一些开关量的采集以及一些模拟量和数字量混合采集的现场。比如成都亿佰特E830系列产品E830-DTU(2R2-433L),主要功能是开关量跟随。支持2路开关量输入;支持2路继电器输出;支持开关量数据通过433MHz无线远程传输;支持开关量跟随以及控制采集;采用Modbus RTU协议数据处理。

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