我們做出戰略性的抉擇，從客戶可以快捷方便地獲得回報的地方開始，”在談到幾年前開發的儀表級無線自組織解決方案時，艾默生過程管理無線技術副總裁BobKarschnia 這樣說道：“這是由于現場傳感器網絡非常容易安裝，可以給企業帶來可觀的價值，而且無需考慮工廠層面的儀表基礎設施。”

　　然而，無線現場設備并不只是不同類型的變送器，而是在技術上真正有所突破、并且切實可行的產品。正如艾默生過程管理首席戰略官Peter Zornio 指出：“無線技術的大面積推廣有賴于它能真正意義上讓用戶毫無障礙地拓展信息渠道并有效地管理這些信息流。無線技術的新功能得到充分使用后，可以完善工廠的工作流程和操作實踐。這是新技術的生命力所在。”

　　確實，長期以來，過程控制戰略受到以下儀表成本的約束而進展緩慢：變送器本身、安裝成本和時間、以及中央控制室和分散型控制系統（DCS）輸入/輸出（I/O）硬件的連接電線電纜等。近年來，隨著I/O成本的不斷下降，投入變送器的費用已逐步減少，但是從設備到控制系統的接線仍然是一種限制因素。

　　“無線設備安裝時間一般只需要2 小時，而有線設備則需要2 天。” —— Geir Le on Vadheim（StatoiHydro 公司）

　　這是一個多么驚人的限制性因素！由于巨大的電線電纜成本所限制，過去我們只得放棄對許多輔助過程變量的測量。今天，無線技術解決方案可以使用戶只需少量投資，便可以訪問以前迫于經濟條件而無法測量的變量和過程參數。按使用有線技術測量來計算，無線技術解決方案的安裝成本估計可以節省近90%。

　　快捷方便地增加新的測量點

　　在 SatoiHydro 公司的Grane 號海上鉆井平臺上（上圖），一大批無線變送器通過快捷方便的安裝，在嚴酷的工作環境中正常運行。經過對客戶的短期培訓，我們的儀表工程師非常自信地表示：可以按客戶要求，在現有條件下再安裝更多的無線設備。“無線設備安裝時間一般只需要2 小時，而傳統的有線設備則需要2 天。”StatoiHydro 公司儀表負責人Geir LeonVadheim 這樣表示。

　　無線技術可以大幅度降低測量成本

　　無線技術總的安裝成本可以降低近90%，大幅度地改變增加測量點的成本和獲益的性價比。如要了解節省多少費用，請訪問ww.EmersonProcess.com/SmartWirelss 使用艾默生無線方案節省計算器。

　　先行者已開始起跑

　　較早使用無線設備的用戶已經可以實現許多這樣的測量，而且這些測量信息并不完全都是傳統意義上的模擬過程變量。例如有一位用戶將無線技術應用于實時了解泄壓閥的打開和關閉時間，這將有效降低因意外排污而受到環保部門罰款的可能性。

　　另外一位較早使用無線方案的用戶是將無線設備用于向中央控制室的操作人員指示緊急停車按鈕、壓力和溫度開關以及其它報警器的激活情況。

　　還有將無線設備應用于遠程監視水溫和壓力以及安全噴淋器工作的。在人員定位系統的配合下，操作員甚至可以確定哪一個人啟動了安全噴淋器，以便更快更有效地派人到現場提供必要的幫助。

　　“無論油罐車在現場哪個地方，傳輸質量都不受影響，而且信號可以無縫地連接至我們的控制系統。”-Denny Fetters（Croda 公司）

　　有些用戶也將無線設備用于監視其它過程變量，優化過程運行條件。如果要求用電線電纜將溫度、壓力和流量測量的指示信號連接至操作員機柜，巨大的投資費用將使人望而興嘆，只得放棄。現在無線技術可以使之成為現實。

　　在 StatoiHydro 公司的Grane 號海上鉆井平臺上，無線變送器安裝在狹窄的嚴酷工況中，成功地用于監視井口和熱交換器壓力，達到百分之百的可靠性和穩定性。“我們對艾默生智能無線設備在如此具有挑戰的環境條件下的使用性能深感滿意，”該公司的儀表負責人Geir LeonVadheim 如此評價。“經過短期培訓，我們的儀表工程師非常自信地表示，可以按要求在現有條件下再安裝更多的無線設備。無線設備安裝時間一般只需要約2 小時，而傳統的有線設備則需要2 天。”

　　無線適配器擬釋放HART 診斷信息

　　無線適配器被稱為“THUM”，部分原因是其外形類似于拇指（譯注：thum 的意思是拇指）。這一其貌不揚的小部件用于現存的HART 設備，從4-20 mA 信號中分流儀表診斷信息和其它信息，然后通過WirelessHART 輸入主機系統。

　　獲得標準的數據

　　估計全球約有 2600 萬臺有線HART 設備已安裝并投入運行。但不到25%的HART 設備能將數字數據包括診斷信息等傳送到控制系統或設備管理系統中。多年來，要將數字信息流傳送到為接受模擬數據流而設計的控制器或系統中一直是非常困難的。

　　但是，如果有了 WirelessHART 適配器，如艾默生不久將發布的Smart Wireless THUMTM 適配器，所有這一切都將發生根本性的改變。THUM.適配器屬于4-20 mA DC 回路設備，通常固定在不使用的變送器線槽端口。它從回路中獲得電源，并且從現場設備中獲得HART 數字數據，然后通過WirelessHART 協議與網關通訊，并將信息傳送到主機系統。

　　測量以前不能實現的測量

　　Croda 公司是一家國際性的專業化學品制造商，使用安裝在化學品槽車上的艾默生無線溫度變送器，實時地將數據輸入主機系統，極大地提高了過程性能和總體安全性。

　　由于槽車經常處于流動狀態，用硬導線連接溫度傳感器幾乎是不可能的。以前，操作員須每天爬到每一輛槽車的頂部，檢測溫度和記錄讀數，這是一項費時費力的工作，在潮濕或冰雪天氣時，還存在操作員滑倒或墜落的事故隱患。無線溫度變送器會實時地提醒操作員注意槽車的任何異常溫升現象，如此每年可以節省維修保養費用約15，000 美元。

　　“無線解決方案不僅節省大量的時間和費用，而且由于操作員再也不必每天監視那些槽車，故提高了整個公司和人員的安全性，”Croda 公司儀表和電氣設計師Denny Fetters如此稱贊無線設備。“無論槽

　　車在工地的任何一個地方，信號傳送質量絲毫不受影響，而且可以無縫接入公司的控制系統。”

　　變夢想為現實

　　在 PPG 公司，無線溫度變送器正在實時有效地監視蒸汽聯箱的溫度曲線。按高級設計工程師Tim Gerami 的說法，這是以前夢寐以求的一個情景，但當時苦于無法實現。PPG公司的工程師還想將無線設備用于那些與工廠優化和設備管理攸關的一些冗余測量。

　　PPG 公司組織了一個無線設備小組來為工廠尋找無線系統性的解決方案，范圍涉及IT、儀表和過程控制。無線設備小組經過篩選，決定將艾默生的 Smart Wireless 用于其廠內測量，這不僅是因為他們對艾默生的羅斯蒙特變送器已相當熟悉，而且對Smart Wireless 網絡結構也很有信心。

　　無線技術是許多過程應用的正確選擇

　　應用無線技術的用戶和公司正在不斷增加。ISA100 委員會定義的適用等級如上表所列。基于許多成熟的業績和經驗，艾默生建議：現在用戶在考慮控制和監視目的的無線設備時，應將重點放在增加以前由于資金問題而未進行的測量方面，實現提高安全性、可靠性、效率和環保的目的。

　　“還有一些其它無線解決方案，看上去也不錯，”TimGerami 認為，“但只是屬于點到點的設備，不能組成網絡。它們能夠工作，但在指定工廠的應用對設備數量有所限制，可能規定每臺無線電為50 臺設備，16 個通道。這對于一個需要100 甚至幾百臺設備的工廠而言是難以接受的。而網狀網絡的潛能幾乎是無限的。”

　　“無線解決方案在日后擴展時，只要增加傳感器或變送器，經濟性方面的優點十分明顯。”-John Pietersz（TAQA）能源公司

　　Tim Gerami 使無線技術帶來的變革顯得更加清晰：“它實現了你以前無法實現的目標”。

　　一項革命性的工廠設計

　　為了適應市場對保健用品數量日益增加和品種不斷變化的需求，多年來，全世界的制藥和生命科學公司正努力調整其制造能力的靈活性，將過程信息、實驗室信息和工廠管理系統緊密地融合成一個有機的整體。

　　現在無線儀表與艾默生的 DeltaVTM 數字自動化系統一起，在一個一體化的工廠網絡中實現一個統一的無線信息系統。無線網絡使幾年前看來似乎無法實現的工廠統一網絡設計成為可能。

　　有一家主要的生命科學公司設計了多層廠房，鋼筋混凝土樓板和墻壁厚度達300 毫米。其模塊式過程設備可以任意移動和重新配置。由于采用無線儀表進行通訊，故重新配置并不涉及儀表系統，安裝在4 樓的一臺網關保持與4 樓和廠房頂樓中所有其它現場設備的通訊關系。

　　一個無線時代業已開始

　　Ruud van Dijk 是TAQA 能源公司的工程經理。在談起該公司在荷蘭Alkmaar 天然氣生產工地使用艾默生的Smart Wireless 技術成功地進行各種測試時，他說道：“展望未來是我們嘗試使用無線傳感器的一個原因。Bergermeer 的工地上基本沒有地方用于布線，連接一個新的傳感器可能要求布線距離增加數百米，既費錢又費時。”

　　“當然，我們已有多年經驗，在辦公室環境中使用無線數據傳送，”該公司的儀表和控制部經理John Pietersz指出：“就處理水平而言，辦公室環境與生產工地兩者完全不是一回事。這個世界在引進新興技術時會顯得非常遲疑不決。”

　　TAQA 團隊決定使用靈活方便、堅固耐用的SmartWireless 自組織網絡體系結構。“就Smart Wireless 系統而言，其范圍半徑為200 米。”John Pietersz 這樣說，“其間一定有可以利用的地方。這個解決方案的不同之處在于傳感器是否能夠傳送互相之間的信號。也就是說，傳感器的安裝位置可以突破上述范圍半徑200 米，且不必另外安裝基站。日后若有擴展，只要增加變送器，其經濟性優點十分明顯。”

　　John Pietersz 繼續說：“我們已經購買了艾默生的AMS 設備管理系統，目前只用于管理無線傳感器，但未來我們會把更多的儀表歸入AMS 智能設備管理系統內。總之，對我們說來，一個無線時代已經開始，”

　　自組織網狀網絡與點到點設備比較

　　艾默生過程管理的Smart Wireless 現場網絡使用自組織網狀網絡技術。Smart Wireless 現場網絡WirelessHART 標準測試合格，并且構成后者的基礎。自組織網絡中的每一臺無線設備可以用作附近其它設備的路由器，將信息傳送至其最終目的地。

　　這種能力具有冗余通訊路徑作用，其可靠性優于每一臺設備與其網關之間要求直接視距通訊的解決方案。如果網絡或影響通訊的條件有任何變化，則自組織網絡中的設備和網關會互相配合工作，共同尋找和使用對每一條消息最有效的路徑，該路徑具有最佳的數據可靠性和最小的功率消耗。

　　自組織網絡技術的基礎設施對無線網絡結構的完整性要求并不十分嚴格。組成傳統的點到點無線網絡會遇到許多困難，其中之一是要求進行現場勘查，以確定系統中的每一個節點均有視距路徑。這種勘查工作費用昂貴。而且，由此生成的點到點無線網絡可能要求基礎設施的節點數量5 倍于自組織網絡。

　　自組織網絡的另一個優點是其動態性。由于工廠會不斷遇到新的障礙，如腳手架、新設備或流動性車輛等，網絡可以圍繞這些設備重新組織。所有這一切均是自動發生的，用戶不必進行任何干預。

　　艾 默 生 的 Smart Wireless 和現在所有WirelessHART 自組織網絡在網絡層均使用IEEE802.15.4 協議，并帶有跳頻的功能。這些自組織網絡在設計時已考慮到有足夠的抗干擾能力，并經過嚴格測試，可以和工廠內現有的其它無線網絡共存而不相互干擾。自組織網絡的范圍可以自己設定，掃描時間可設定為1 秒，可以大大縮短等候時間。艾默生的無線設備即基于此項技術，使用中證明其數據可靠性高于99%。