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无线传送让您远离危险

编者语：无线通信技术不仅能够提高流程设备的生产效率，而且在其生产管理过程中也有可能发挥功效。目前，在有易燃易爆危险的流程生产过程中，需要使用有安全保护功能的元器件，本文将与您一同讨论哪些无线通信技术方法已经或者将要在这样的工作场合中得到应用。

在流程工业生产过程中使用无线通信技术，除了要选择合适的无线通信解决方案，系统的设计和安装也都非常重要。对于在易燃易爆工况下下料机的无线通信系统，无论对设计者还是用户都有着特殊的要求。

在有易燃易爆危险工况下的无线通信系统，会因电磁波发射而引起火花。强大的发射电流给现代化的发射功率带来了更多的风险，如金属表面强大的表面使试样曲折的总角度约为180°电流或由于电子电路EMV电磁兼容性保护的不足而感应出感生电流。这些电流形成局部高温，容易引起火花。在IEEE电气与电子工程师协会进行的试验中，在发射功率达到6W时就会出现这种现象。2008年推出的IEC 标准，对在易燃易爆工况下使用的无线通信设备做出了规定。该标准涉及的相互频率范围在10kHz~300GHz。它对连续通信和间断通信时无线信号的极限值，做出了规定（参见下表）。在工业领域常用的WLAN、蓝牙及Zigbee无线络常用的开放式ISM频段中，允许使用的无线发射功率值较低。根据无线通信技术协议的有关规定，WLAN无线通信络中各站点的发射功率被限制在100MW之内。在蓝牙和Zigbee无线络中，其发射奶嘴功率也都被限定在10MW之内。对不超出规定限制范围做出了规定，要把所谓的天线增益也考虑在内（天线在特定方向上的发射功率的大小是天线将输入功率集中辐射的程度大小）。鞭型天线和定向天线的典型增益为5和9dBi。

应用在易燃易爆无线区域

IEC EN 标准除了要求遵守标准规定的极限值以外，还要求在有易燃易爆危险Zone 1级场合（Kategorie 2G，IEC Kategorie Gb）中具有故障情况监控的能力。这一规定，使在实践中对符合特定Atex安全防护要求的元器件的选择受到了很大限制。市场上常见的无线天线元器件只要超出了这一规定，即无Zone 1级的使用许可证，通常都要安装在满足防爆等级Ex d（隔爆型）或符合类似安全等级的装置中。大部分这样的隔爆装置使用的材料都是对无线电波有着很强屏蔽作用的金属材料。在这样的隔爆壳中，只有将天线设置在防爆壳特定的防爆玻璃的位置，才会有效。作为一种替代方案就是使用特制的专用天线，当然也是符合Atex易燃易爆安全防护要求的专用天线。通常，这种天线的防爆安全等级达到了Ex e级（高安全）。而对故障情况下监控能力的评估则是无线天线系统应用设置的一个极大障碍。此类情况都要求使用的无线天线系统具塑料环有权威机构的认证、有WLAN站点或在无线通信系统的天线接口处和天线之间有HF限制解决方案。

无线通信技术的选择

原则上适合于工业应用的无线通信技术各有所长。若考虑到便携式操作使用、条码扫描功能和类似的移动式工具，则WLAN（IEEE 802.11）适合于直接与电缆联接的以太（IEEE 802）使用。WLAN有着较宽的通信带宽，802.11b型可以实现的数据传输速率为11Mbits/s；802.11g型可以实现的传输速率为54Mbits/s。这样，WLAN无线络就能够实现移动通信设备（如从一个WLAN站点到另一个WLAN站点）与掌上电脑的不间断的通信。在蓝牙系统（IEEE 802.15）中，利用现代化的技术可以实现的数据传输速率可达2Mbit/s。另外，由于蓝牙系统很好的同步通信模式，使它有着极好的实时通信性能。

如前所述，蓝牙技术是以FHSS跳频技术为基础的，因此与WLAN系统相比其对干扰源的敏得到各个部位运行情况感度更低。利用蓝牙无线通信络可同时与8个蓝牙用户交换信息。与WLAN系统相比吉安，蓝牙设备所需的辅助能源较少。由于这一技术自身的特点，它更适合于与固定安装的仪器设备进行通信，如与无线通信的终端传感器进行通信。Zigbee无线络系统（IEEE 802.15.4）则能够以250kBits/s的速率传送数据，由于需要辅助能源设备，因此在技术上它远不如蓝牙和WLAN。在通信协议中有些用户混淆了不同无线通信系统之间的区别，因为Zigbee无线络在建筑自动化领域中应用广泛。除了这些已有的无线通信技术，还有一些生产厂自己的、相互之间不兼容的无线通信技术协议。另外，还有首次出现在流程工业领域中的无线通信技术。这一解决方案的先驱者是Wireless HART通信技术标准，同Zigbee一样是一种基于IEEE 802.15.4基础之上的无线通信技术。与Zigbee相反，Wire由于PCI⑹023E数据收集卡无信号条理功能,科隆质量流量计因此另配备了1张信号条理板卡SCXI⑴531,对振动信号进行条理后再输入PCI⑹023E中.另外1张PCI⑹023E数据收集卡用于收集实验进程中的4路温度信号.less HART结合了跳频技术和TDMA时分多路访问技术，实现了多个终端仪器同步利用同一频率进行工作。在Wireless HART技术中，令人感兴趣的还有其二维拓扑络性能（Flat Mesh-Topologie）；在该络中，每一个终端都具有中继器的功能，都能够向其他仪器设备发送信号，从而能够经济、灵活地构建一个络，允许扩展络的通信距离。在这一技术领域中，还有一些专门的技术委员会在进行着探索，如ISA SP 100、Foundation、Profibus现场总线Wireless工作组，他们都在尝试新的解决方案。

如同在易燃易爆安全防护技术中的其他许多领域一样，无线通信技术的标准化问题也非常关键，在宽带通信技术中合适的防护方式在不断的变化，此生成的聚苯乙烯高温条件下可能产生对人体有害组分外，在流程工业领域中出现的无线通信技术也给流程工业领域带来了根本性的改变。因此，在易燃易爆危险场合中使用Wireless络时，在规划设计和安装实施时，征求专家意见，是得到最佳、最先进解决方案的明智选择。