2.现场总线的无线接入方法

为了使无线技术能够无缝而更广泛地应用于工业现场,使现场设备无线接入到现存的现场总线,国内外相关领域的技术人员进行了一定的尝试。按在不同层上实现接入可以将接入方案分为三大类:用户层接入、数据链路层接入和物理层接入。

(1)用户层接入:在用户层设一个OPC服务器,通过OPC服务器进行有线网段与无线网段之间的数据交换。该方案其优点是简单易实现,双方可保持原有结构不动,两侧的“连接”可随时通过软件的控制建立或分离。缺点是中间环节太多,实时性得不到保证。

(2)物理层的接入:在某些站点的有线连接“下”面加装Modem。无线站点的信号经过此无线收发装置将帧格式转换后,联入有线网段接口,因此远端的无线站点被“视为”同质站点。这样,所有的有线、无线站点均采用原有现场总线协议,只是在最底层的某些物理连接上,无线连接代替了有线的连接。其缺点是此方法仅实现了点对点的连接,无线站点不具有“漫游接入”的能力。

(3)数据链路层的接入:此方法源自WLAN和以太网的联接方式,即在PHY层和DDL层之上加一个无线网关。该无线网关实现了无线网段数据与有线网段之间的数据格式转换和转发。原有的现场总线保持不动,加装一个无线网段的AP接入点。当两网段间有数据交换时,才会通过AP点经过协议转换把数据转发到另一端。

数据链路层的接入是现阶段最被关注的方法。其具体实现方法较多,但大多处于理论研究阶段或需要对原有的现场总线进行改造,而工业厂家又不想使现正运行的现场总线暂停工作。这使得现阶段的一些其无线接入技术在现场总线中应用变得困难。为了使无线现场设备能够应用于工业现场,又不改动现有的现场总线系统,目前较成熟的技术就是使用无线分散控制站来与原有的现场总线连接,实现现场设备的无线接入。无线分散控制站一般由IO模块控制卡、无线通信卡两部分组成。两块板卡通过IO模块控制卡上的双端口RAM交换数据,通过中断触发数据读写操作,从而达到通信效果。其关键技术就是如何实现无线通信卡的软件设计。

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