工(gōng)業(yè)級智能(néng)無線網絡

随著(zhe)工(gōng)業(yè)自(zì)動化(®δhuà)在各行(xíng)各業(yè)的(γ≠>de)不(bù)斷應用(yòng)及普及，自(zì)動∏ <化(huà)概念已不(bù)再是(shì)陌生(shēng)和(hé)↕£遙不(bù)可(kě)及。工(gōng)廠(chǎng)的(d→®↔e)出現(xiàn)，意味著(zhe)自(zì)動化(•∑ε€huà)會(huì)随之而來(lái)；工(g♦₽ ōng)廠(chǎng)産品的(de)誕生(shēng)，意味著(zhe)↕$↔質量會(huì)不(bù)斷進步，那(nà)自(zì)動化(huà)£λ≥控制(zhì)技(jì)術(shù)會(huì)産生(←©< shēng)什(shén)麽效應呢(ne)？提高(gāo)勞動生(shēnγ ×₹g)産力，改進産品質量，降低(dī)生(shēn•ααg)産成本，改善勞動條件(jiàn)，加強企業(< ←≥yè)管理(lǐ)，這(zhè)五項作(zuò)用(yò♦>★↔ng)在當前自(zì)動化(huà)控制(zh✔φ×₹ì)技(jì)術(shù)過程當中實際實踐了(le)幾項？程度如(rú)何？在$♠πα國(guó)際國(guó)內(nèi)同行<± ±(xíng)業(yè)中，我們的(de)工(gōng)廠(chǎng)産品質&δ¶量還(hái)處在什(shén)麽水(shuǐ)平？需不(bù)需要(yà •'o)改進和(hé)提高(gāo)？我們的(de)工(gōng)廠( ↓chǎng)生(shēng)存能(néng)力具備了(le)與同行(xíng)∏≠業(yè)競争的(de)未來(lái)之“資本”嗎(ma)？潛λ& 質在哪裡(lǐ)？問(wèn)題的(de‍©$)著(zhe)力點都(dōu)在于産品的(d≤&÷∑e)“質量”和(hé)“潛質量”。

現(xiàn)在的(de)自(zì)動化(huà)控制(₩∏♦zhì)技(jì)術(shù)雖然發展了(le)一( ✘yī)段時(shí)期，但(dàn)在一↕¶βσ(yī)般工(gōng)業(yè)控制(zhφ↕↑ì)行(xíng)業(yè)中還(hái)普遍停留在傳統的(de)控制(zh♦£ì)方式和(hé)思維模式下(xià)。由此，我公司針對(duì)目前自( '​∞zì)動化(huà)控制(zhì)領域的(de)控制(zhì)現(↔≥∑∏xiàn)狀，結合工(gōng)廠(chǎng∏ ≥π)産品“質量”、“潛質量”的(de)必然要(yào)₽∏求，提出了(le)兩種解決方案：其一(yī)是(shì)與工(gōng)藝、‌π♥幹擾相(xiàng)融合的(de)解決方案（工☆•™↔(gōng)業(yè)無線網絡），其二是 ®•♠(shì)從(cóng)控制(zhì)理(lǐ)論本™&→身(shēn)解決産品質量的(de)解決方案。☆↑兩方案“相(xiàng)輔相(xiàng)成”，“©™♥你(nǐ)中有(yǒu)我，我中有(yǒu)你(nǐ)”，“工(gōng)藝”‌φ←ε離(lí)不(bù)開(kāi)“控制(zhì)”，“控制≤'γ(zhì)”離(lí)不(bù)開(kāi)“工(gō★¶ ng)藝”，隻有(yǒu)相(xiàng)互改進和(h¥Ωé)完善，才能(néng)真正做(zuò)到(dào)“控制(zhì)”為(w‍∑€₽èi) “工(gōng)藝”服務，“工(g¥✘€φōng)藝”為(wèi)“産品”服務，最α'終提升工(gōng)廠(chǎng)産品競争力。

1、工(gōng)業(yè)級智能(néng)無線網絡₽≠ε解決方案

随著(zhe)工(gōng)業(yè)自( γzì)動化(huà)控制(zhì)技(jì)術(sh±✘€γù)的(de)不(bù)斷發展，以及檢測儀表、工(‍↔γ≈gōng)業(yè)網絡及通(tōng)訊技(∞ →γjì)術(shù)的(de)向前推進，工(gōng)業(yè)智能(néng‌ )無線網絡也(yě)随之誕生(shēng)♦←♠£并慢(màn)慢(màn)成熟起來(lái)。它 ‌©↕可(kě)以幫我們解決以下(xià)問(wèn)題：

優化(huà)工(gōng)藝裝置效率

很(hěn)多(duō)工(gōng)藝設備還(hái)缺乏一(yī)些(x♦©ε¶iē)有(yǒu)效的(de)監測，它們還(hái)處在↔✔€帶故障運行(xíng)中，這(zhè)會(huì)降低(dī)生(≥ $£shēng)産效率。智能(néng)無線方案以非常經濟的(de)方式提供額外§↔↓(wài)的(de)測量數(shù)據，對(duì)這(zhè)些(xiē)π★ε±設備進行(xíng)有(yǒu)效地(dì)在線監測，以₽≠♦提高(gāo)生(shēng)産效率。這(zhè)些(x→γiē)數(shù)據包括來(lái)自(zì)于以前無法到(dào)達的§ε↕(de)測量點，比如(rú)在移動或者旋轉設‍ 備上(shàng)的(de)測量點，或者是(shì)在危↓★♠¶險場(chǎng)合的(de)測量點。

減少(shǎo)維護工(gōng)作(zuò)量

工(gōng)廠(chǎng)設備的(de)維護十分(fē©​n)昂貴，大(dà)多(duō)數(shù)工(g₹♦♥ ōng)廠(chǎng)仍然依賴被動式維護方式，就(jiùα≈ ∏)是(shì)不(bù)管設備有(yǒu)沒有(yǒu)問(w£‌£èn)題都(dōu)進行(xíng)頻(pín)繁的(de)巡檢。當設備真正有λ×∞(yǒu)問(wèn)題的(de)時(shí)候卻不(bùε≤)能(néng)預先發現(xiàn)，隻有(yǒu)等到(d ₽ào)設備故障惡化(huà)并影(yǐng)響到(dào)生(shēng)産時≥÷(shí)才采取措施。智能(néng)無線方案可(kě)以對δεα✘(duì)設備進行(xíng)在線監測，用(yòng)戶隻需對(d∞♠×uì)有(yǒu)故障預警的(de)設備進₩λ行(xíng)及時(shí)維護，真正實現(xiàn)預測性和(hé)前瞻性維÷γ護。

節省安裝成本90%以上(shàng)

與有(yǒu)線技(jì)術(shù)相(xiàng)比，無線方案可​ ×(kě)以不(bù)用(yòng)橋架、布線、接線端子(zǐ)，大(←‍dà)大(dà)節省了(le)安裝材料、人(rén)工(gō>®ng)，最主要(yào)的(de)是(shì)可(kě)以節省現(xiàn)場≥∏‌↑(chǎng)儀表安裝時(shí)間(jiā&≥n)，間(jiān)接地(dì)使整個(gè)項目進度計(jì)劃 ®÷‍可(kě)以提前。

另外(wài)，無線技(jì)術(shù)還(hái)能( ↔néng)解決很(hěn)多(duō)工(gōng)廠(chǎng)中的≠∞(de)測控“盲點”，比如(rú)距離(lí)偏遠×φ(yuǎn)、偏高(gāo)，物(wù)理(lǐ)‍< 障礙，安全危險等級較高(gāo)等方面，有(yǒu)線₽↑技(jì)術(shù)實施起來(lái)比較困 λ難或者不(bù)可(kě)能(néng)做(zuò)到(dào)的(→≤ →de)，無線技(jì)術(shù)或許較輕而易舉可(kě)以實現(x©>iàn)。

【附注：無線網絡的(de)典型技(jì)術(shù)标準有(yǒu)藍(•₽>lán)牙（Bluetooth）、Zig÷↔Bee、無線USB（WirelessUSB）、™₹↔♦無線局域網Wi-Fi（IEEE 802.11b/g）等。在工(gōn✔∑$g)業(yè)領域，ZigBee标準較适合無線網✔©絡的(de)傳輸及抗幹擾特性，其抗幹擾特性主要(yào)<&∞β是(shì)指抗同頻(pín)幹擾，即來(lái)自(zì)¥₽共用(yòng)相(xiàng)同頻(pín) α£←段的(de)其他(tā)技(jì)術(shù≤←♣)的(de)幹擾。對(duì)于同頻(pín)幹擾的(de)抵禦能(Ω​néng)力是(shì)極為(wèi)重要(yào)的(de)， 因為(wè±≥βi)它直接影(yǐng)響到(dào)設備的(de)性能(nén∏©&•g)。ZigBee在2.4GHz頻(pí☆♣n)段內(nèi)具備強抗幹擾能(néng)力就(jiù)意味著(ε♣≠zhe)能(néng)夠可(kě)靠地(dì)與↓≤♥Wi-Fi、藍(lán)牙、WirelessU≤​™SB以及家(jiā)用(yòng)的(de)無繩電(diàn)話(•γ↓huà)和(hé)微(wēi)波爐共存。IEEE 8↓↑02.15.4 标準中提供了(le)很(hěn)多(duō)機(jī)¶™↕制(zhì)來(lái)保證ZigBee在2.®α∑4GHz頻(pín)段和(hé)其他(tā)無線技(jì)術(shù)标準的(♥‍£de)共存能(néng)力。】

智能(néng)無線網絡在鍋爐控制(zhì)系統中的(d☆∞∞>e)應用(yòng)

鍋爐控制(zhì)系統中，現(xiàn)場(chǎn¥≥σ‍g)儀表基本上(shàng)都(dōu)安裝在鍋爐∑☆§本體(tǐ)上(shàng)面，或者給水(sh'£uǐ)管道(dào)，蒸汽管道(dào)等高(gāo)空(kōng)懸空(kō₹"ng)管道(dào)上(shàng)面，有(yǒu)時(shí)候為(wè$γ↕£i)了(le)滿足能(néng)源計(jì)量儀表安裝條件(jiàn)， →¶©還(hái)需要(yào)改管道(dào)'φ•¥走向或者高(gāo)低(dī)位置修改，這(zhè)一(yī)系列σ±♠₹的(de)安裝工(gōng)作(zuò)，有(yǒu)高(™​♠>gāo)溫、高(gāo)壓位置，有(yǒu)爬梯上(shàng)高(g•≈§āo)位置，還(hái)有(yǒu)測量配線 “死角” ↔位置等等，如(rú)果使用(yòng)傳統的(∑>&₽de)有(yǒu)線技(jì)術(shù)施工(gōng)安裝，那(nà₩<)麽配套走線的(de)儀表橋架，檢測儀表變送器(↑↔qì)的(de)安裝位置等都(dōu)是(shì)施工(gōn×&g)過程當中必須考慮的(de)因素，以及後期維護工(gōng)作(zuò)的Ω (de)勞動強度和(hé)危險性“概率事(shì)件(jiàn Ω∑★)”也(yě)是(shì)有(yǒu)線技(jì)術(shù)βφ♣方案的(de)“短(duǎn)闆”。采用(yòng)了(le)智能ε​₩(néng)無線網絡技(jì)術(shù)方案，那(nà)麽前面的(de)問→δβ (wèn)題可(kě)以迎刃而解，不(bù)再需要(yào)橋架和(™☆∏‍hé)繁瑣的(de)布線工(gōng)作(zuò)，也(yě)免去('☆σqù)了(le)因為(wèi)走線而産生(shēng)電(diàn)磁幹擾的εφ§(de)煩惱，高(gāo)空(kōng)、高(gāo)溫高(gāo)壓等≈π‌₹危險儀表檢測位置也(yě)可(kě)以通(tōn σ♣>g)過地(dì)面無線通(tōng)訊終端↔©≥$就(jiù)地(dì)“隔空(kōng)”γ↓$維護，無需“涉險”，維護可(kě)以“先知(zhī)₹ε>φ而後動”，整個(gè)鍋爐本體(tǐ)基本上(shàng)再≠∞也(yě)沒有(yǒu)繁瑣的(de)“蜘蛛網”，如(rú)果條件(j↕​iàn)允許，水(shuǐ)位和(hé)壓力等視(shì)頻(pín)監控也€←¶β(yě)可(kě)以完全實現(xiàn)無線傳輸。

另外(wài)，輸煤系統，除塵、脫硫系統，水(shu‍©​ǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝等使用(yòng)的(de)檢測儀表§β≠也(yě)可(kě)以納入到(dào)智能(néng)無→ 線網絡範疇，這(zhè)樣的(de)話(huà)，鍋爐控制(zhì)系統基本→ ®↓上(shàng)可(kě)以實現(xiàn)“無線儀表” ≈‌Ω全覆蓋，那(nà)麽除了(le)“走線”和(hé)“集成”可(kě)以省時(s→£γγhí)外(wài)，安裝成本也(yě)是(shì)直線下(xi∞♦ ®à)降，後期維護也(yě)方便了(le)許多(duō)。

【附注：鍋爐控制(zhì)系統無線儀表傳輸網絡可(kě)靠性和(hé)™ 穩定性問(wèn)題，我公司已經在大(dà)理(lǐ)複烤廠(chǎn£☆g)鍋爐房(fáng)得(de)到(dào&<)驗證：隻要(yào)空(kōng)間(jiān)足夠大(dà)，即>"‍便是(shì)在 “相(xiàng)對(duì)死角”，儀表信号一(yī♥ )樣傳輸和(hé)穩定。無線網絡傳輸距離(lí)如λε♥γ(rú)果是(shì)在點對(duì)點互相(xiàng)成為(wèi)" 中繼的(de)情況下(xià)，那(nà)麽傳輸距離(lí)可(k♠₽♦≤ě)以延伸到(dào)公裡(lǐ)級别以上(shà±♠☆★ng)範圍。】

2、智能(néng)控制(zhì)理(lǐ)論

在科(kē)學技(jì)術(shù)飛(fēi)速發€≥展的(de)今天，工(gōng)廠(chǎng)自(zì)動化(huà)技§'(jì)術(shù)也(yě)日(rì)新月≤ ¥(yuè)異，産品質量的(de)不(bù)斷提升和(hé$≥↔&)工(gōng)藝的(de)不(bù)斷創新，讓自(zì)動化(huà)控 ε&制(zhì)遭遇“挑戰”和(hé)“尴尬♦§γ”。傳統的(de)控制(zhì)方式（包£™括經典和(hé)現(xiàn)代控制(zhì)♣₽‌理(lǐ)論）已逐漸凸顯“瓶頸”，工(gōng)廠(c"∑↕≈hǎng)工(gōng)藝的(de)新要(yào)求，需要(yào)有(y•✔★®ǒu)新的(de)控制(zhì)方式和(hé)思維來(l★✘ái)解決，這(zhè)就(jiù)是(shì) €“智能(néng)控制(zhì)”。智能(néng)控制(‍♦¥zhì)是(shì)自(zì)動控制(zh¶©ì)發展的(de)高(gāo)級階段，是(sσ★ ‌hì)人(rén)工(gōng)智能(néng)λ≤‍®控制(zhì)論、信息論、系統論、仿生(shēng™ ↑)學、進化(huà)計(jì)算(suàn)和(hé)計(jì)× 算(suàn)機(jī)等多(duō)種學科(kē)的(de)高(gāo)度β©綜合與集成，是(shì)一(yī)門(mén)新興的(de)邊緣交叉學科≤'(kē)。它與傳統的(de)控制(zhì)理(l£γ↔ǐ)論相(xiàng)比，不(bù)再需' •♥要(yào)準确的(de)數(shù)學模型、傳遞函數(shù)，÷↑而是(shì)借助現(xiàn)代計(jì)算(suàn)機(jī)技(jì) ♦術(shù)、人(rén)工(gōng)智能β×'α(néng)、生(shēng)物(wù)仿生(shēng)技(jì)術(sα®hù)、自(zì)動控制(zhì)理(lǐ)論等手段來(lái)解決實際 ↕γ生(shēng)産應用(yòng)當中遇到(dào)的(de)★₹→$非線性、時(shí)變、多(duō)耦合、變結構±÷、無精确數(shù)學模型對(duì)象的¶≠↓δ(de)控制(zhì)問(wèn)題。智能(néng)控制(zhì)與傳統"₹€控制(zhì)在理(lǐ)論基礎、實現(xiàn)方法和(h‌<é)系統規模上(shàng)有(yǒu)著(zhe)本質的(de)區(q¶♥₹δū)别，但(dàn)它們也(yě)不(bù)是(shì)互相(xià¥★ng)排斥的(de)。通(tōng)常情況下(xià)，傳統控制(zφ∏hì)往往包含在智能(néng)控制(zhì)之中，用(yòng)∑‍♦♦來(lái)解決系統底層(執行(xíng)層)的(de)控制(zhì)問(wβ"£♠èn)題, 而在系統的(de)中層(協調層)和(hé)高(gāo)層(決$₩策層)則采用(yòng)智能(néng)→¥π≠控制(zhì)，這(zhè)樣既能(nén>αg)提高(gāo)系統的(de)智能(néng)化(hσ∑♠↔uà)程度，又(yòu)能(néng)保₹≠證系統的(de)控制(zhì)精度,同時(shí)使系統結構更加合理(¶‌lǐ)，達到(dào)互補的(de)效果。™®以下(xià)表格可(kě)以具體(tǐ)區(qū)分(fēn)♠≤α：

智能(néng)控制(zhì)的(de)研究方向主要(yào)分(fēn)為(∞​wèi)：

1）分(fēn)層遞階控制(zhì)（LGC-Layered Gr♦✔↓ading Control）：

2）模糊控制(zhì) （FC-Fuzzy Co♦☆∑¶ntrol）；3）神經網絡控制(zhì)（NNC-Neural Ne$'¥§tworks Control）；

4）專家(jiā)控制(zhì)（EC-Eφε↓≤xpert Control）；5）集成智能(néng)控制(zhì)（&×IIC-Integration Intell¥≥→igent 

Control）。盡管智能(néng)控制(zhγ↔₹×ì)理(lǐ)論和(hé)技(jì)術(shù)發展的↔<←§(de)曆史不(bù)長(cháng)，但(d→↓'àn)是(shì)其卓越的(de)性能(néng)誘£φ導人(rén)們在各方面進行(xíng)了(le)許多(duō)¥✔γ應用(yòng)嘗試，并且取得(de)了(le)Ω× 卓有(yǒu)實效的(de)成果。智能(néng)控制(zhì)α'在火(huǒ)電(diàn)廠(chǎng)的(d≠Ω↑e)熱(rè)工(gōng)自(zì)動化(huà)中已早©↑☆↑有(yǒu)應用(yòng)，并且收到(dào)了(le)良好(hǎo)的(dσ≠₩e)效果。如(rú)：在200MW機(j €←ī)組熱(rè)工(gōng)自(zì)動化(huà)改造λ↑ 中，在直吹式鍋爐主汽壓力控制(zhì)中采用(yòng)模糊控制(zhì λ)，較好(hǎo)地(dì)解決了(le)主汽壓力被控對(duì)象的(de)≈≠純遲延和(hé)大(dà)慣性等難題。在300MW機(←÷jī)組協調控制(zhì)系統中，由于對(duì)象準确的(♦≥α±de)數(shù)學模型很(hěn)難确定，因此λβ₹>，采用(yòng)經典和(hé)現(xiàn)代φ£控制(zhì)理(lǐ)論是(shì)很(hěn)難奏效的 ↕ ±(de)。引入智能(néng)控制(zhì)後，使協調控制(zh✔φ♠∑ì)系統投入了(le)自(zì)動運行(xíng)，并且收÷×π∞到(dào)了(le)較好(hǎo)的(de)控制(zhì)效果。

目前工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)'ε♥應用(yòng)技(jì)術(shù)中，模糊控制(zhì)±®δ•技(jì)術(shù)的(de)應用(yòng)比較普遍。模糊 ™&∞控制(zhì)是(shì)基于在模糊數(shù)學基礎之上(shàng) ®‍‍的(de)一(yī)種控制(zhì)方式，它是(shì)一(yī)≈↕$π種基于規則的(de)控制(zhì)，它直接采用( ↓±≠yòng)語言型控制(zhì)規則，其依< ¶據是(shì)現(xiàn)場(chǎng)操作(z≤♣↕ uò)人(rén)員(yuán)的(de)控制(€♣zhì)經驗或相(xiàng)關專家(jiā)的(de)知(zhī)識，通(★$βtōng)過建立隸屬度函數(shù)表格來₽✘(lái)實現(xiàn)其控制(zhì)行(xíng)為∞→✔σ(wèi)和(hé)控制(zhì)目标。總的(de)來(lái)說(shuō)‍δ®↑，控制(zhì)方式或者控制(zhì)模式的(de)選擇，需γ★®要(yào)根據工(gōng)廠(chǎng)産品質量的(de)需求和♥→(hé)工(gōng)藝控制(zhì)的(de)需♦Ω€求來(lái)确定，我公司所做(zuò)的(de)解¥α決方案是(shì)建立在客戶“潛需求”，以及我公司項目管♥§δ$理(lǐ)和(hé)項目實施經驗基礎之上(shàng)的(de)産物(↓§γwù)，相(xiàng)信工(gōng)廠(chǎ∏ €₹ng)競争力的(de)提升會(huì)在₩→将來(lái)的(de)不(bù)久把工(gōng±‍ ≠)廠(chǎng)智能(néng)自(zì)動化(huà)控制≥≠→←(zhì)技(jì)術(shù)擺在競争的(de)最前沿。