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                 中國科學院沈陽自動化研究所所長、研究員   于海斌 

   ■ 多種標準之間的紛爭，對于用戶有何利弊？目前主流的三大標準，您認為各自適合怎樣的應用需求？

   于海斌：標準化是工業產品獲得推廣應用的基礎。一方面，多種標準之間的紛爭，在一定程度上可以形成技術競爭力，加快技術成熟的步伐，對用戶來說是有益的，用戶可以根據應用需求選擇不同的標準和技術。然而，另一方面，多種標準之間的紛爭，影響產品的兼容性和通用性，這種情況無論在技術層面還是市場層面都給用戶帶來了疑問和困惑，進而阻礙工業產品的大范圍應用推廣。

   工業無線網絡技術目前有三個比較公認的技術體系：無線HART、ISA100和WIA-PA。其中，無線HART技術由HART基金會于2007年推出，于2010年通過IEC投票成為第一個工業無線國際標準。無線HART提出的初衷主要是作為對有線HART技術的補充和增強，通過無線數字通道，獲取HART儀表的實時狀態、診斷信息以及多變量的過程信息，與有線HART和EDDL兼容。ISA100是由美國儀器儀表協會于2004年啟動制定的，其主要目標并不僅僅是過程自動化，而是綜合、全面、服務于整個工廠范圍內廣泛的無線網絡技術，采用基于6LoWPAN的網絡層設計，可以與FF、Modbus、Profibus、HART等多種傳統協議兼容。但ISA100.11a受技術框架等多種因素制約，其進展相對慢一些，2011年底剛剛作為IEC公共可用性規范發布。WIA-PA是我國自主研發的，面向未來的流程工業泛在信息感知和物聯的無線技術。由于在網狀與星型混合拓撲結構、分布式網絡管理、自適應跳頻、分簇報文聚合等方面進行了特殊設計，在規模可擴展性、抗干擾性和低能耗運行等關鍵性能方面形成了有特色的技術特征，從而成為繼無線HART之后新的IEC國際標準。

   ■ 數據傳輸實時性對于工業控制系統至關重要，當前工業無線技術所能達到的實時性可以滿足怎樣的控制需求？

   于海斌：按照系統響應的緊急性要求，業界通常將工業應用分為三類：安全類、控制類和監視類，這三類應用對數據傳輸實時性的要求遞減。

   （1）安全類應用主要指與工業企業生產安全相關的預警及所采取的緊急抑制響應，例如放射性物質、有毒氣體的泄漏檢查、安全互鎖、緊急關閉、火災控制等。該類應用刻不容緩，鑒于無線信道的不可預知性，目前無線技術通常作為有線通信的輔助手段，當然在有線技術無法實現的場景也可以作為主要通信手段。

   （2）控制類應用包括閉環調節控制、閉環監督控制、開環控制。閉環調節控制中的調節控制回路直接影響生產過程的正常運轉，對于工廠的設備、操作和人員至關重要，通常在PLC的通信周期內進行周期性通信，PLC的循環周期通常是20~50ms，目前工業無線技術通常只能滿足小規模應用的要求。閉環監督控制是指工業控制系統中次要的控制回路，閉環監督控制類的通信特征與閉環調節控制相似，但時間約束不嚴格，目前的工業無線技術可以滿足其要求。開環控制是指人在回路中的控制。開環控制一般來說不是頻繁發生的，通常通信過程中1秒內的延遲是操作人員可以接受的。目前的工業無線技術完全可以滿足其需要。

   （3）監視類應用主要包括過程監視、預警和日志上傳下載等過程監視需要周期性數據傳輸，但對延遲的要求不高，通常在100ms以上。預警和日志上傳下載都屬于非周期性數據傳輸，且不頻繁發生。目前的工業無線技術完全滿足監視類應用的需求。

   ■ 工業無線要轉向大規模的工業應用，還需在哪些方面有所突破？

   于海斌：目前工業無線基本技術準備階段已經完成，正在處于廣泛示范應用階段。一般認為，可以應對百點級規模的應用，更大規模應用的效果還有待在實際現場進行考核。為了便于更好地進行大范圍推廣，需要重點關注的主要因素有：

   （1）配套支撐技術：工業無線的基本技術標準已經完成，但后續的安全技術、多網共存技術、一致性與互操作技術等系列配套與支撐技術及其標準，還有待進一步完善，這對于推進工業無線網絡技術的系統化、實用化至關重要。

   （2）有線/無線技術集成方面：目前的工業系統仍然以有線為主，無線技術的應用首先應該解決的就是與原有系統的集成問題，這是無線技術應用和推廣的前提。

   （3）低成本測控系統：工業無線技術目前已取得突破性進展，但圍繞工業無線技術的相關測控系統技術還亟待開展進一步的研究，特別是面向具體行業的低成本解決方案，是實現工業無線技術的規模化應用所必需的。   

   摘自《自動化博覽》2012年第三期