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論無線I/O於自動化工廠的應用與助益

  • 陳妍蓁台北

無線I/O製造商所生產的產品應該符合各樣現行的無線通訊標準,在滿足802.11b標準後,另外針對自動化工廠的各別無線應用需求給予建議。若是產品能滿足於目前最常用的3種無線標準:IEEE-802.11a、 b和 g,自動化工廠裡的工程師即可以透過使用無線接入點,路由器和中繼器來構築他們自己的無線網絡。根據系統的需求,自動化工廠在建置時可以選擇較高的5 GHz頻段來避免系統 受到其他設備的干擾,又或者可以選擇一個更快吞吐量更高的標準。又或者他們可以從專案與基本設施之間自由設計一個最符合應用需求大小的網路模式進行建置。

支援最佳安全模式

對於應用在自動化工廠裡的系統來說,WEP的安全程度已經不再足夠,甚至是WPA對系統來說也是有相對應的風險程度。 建議採用WPA2與802.11i AES加密算法為工業級無線網路提供強而有力的保護。然而,考量於工廠內整套系統組織龐大,各部分的應用程式情況各不相同,有些可能還停留在舊的安全標準,有些不需要高度安全的傳輸,以整體安全檢視的角度視之:各部需要滿足於WEP、WPA and WPA2標準並且向後兼容。

全方位的無線I/O並減少無線傳輸組件

從自動化工程師的觀點出發,一個無線的產品線與一個有線的產品線是很難使它們協同作業的,但若這兩套產品線能在既有的規格上使用相同的I/O組件,則能在設計、建置、使用時節省下時間與金錢成本。舉列來說:
1. 在設計階段:工程師將能夠指定I/O,透過I/O於任何產品線上作業,並且與系統內的任一網路相容。
2. 在建置階段:安裝I/O和現場設備佈線時皆可共用同一種方與同一筆經費就可以完成作業,並且不需要再另外花費時間訓練技術人員。在後續任何專案中,若是通訊方式需要從有線轉換成無線的情況發生時,將不會有任何額外的費用產生。
3. 在使用階段:只需要準備一套備品以因應有線或無線系統其中有一方一但進入保養或維修情況。此外,若是製造商想於整體降低無線組件的成本支出時,無線模式將更具有吸引力。系統的初始建置成本與維護成本都將有效的降低。

控制器和I/O中的有線與無線支援

一個真正靈活的無線控制器和I/O應該既能夠支援有線也支援無線通訊功能,就像一台筆記型電腦那般。如果控制器和I/O能夠同時間進行有線及無線的通訊功能,那將是一個最好的狀態,這樣一來就無須在建置專案開始的時候就煩惱該選擇何種網路通訊方式。因此,如果一個自動化工程師在一開始選擇無線通訊方式,但後來發現有線通訊將能帶來更有的效益時,他無須更換任何硬體設備只要延用即可。

在有線控制器和I/O上增加一個無線接口也可以為網路分段提供一個新選擇,舉例來說關鍵的I/O和控制器之間使用有線網路進行溝通,但當系統需要關鍵性維修、故障排除及近端HMI的情況發生時,則可以透過一般筆記型電腦使用無線方式從遠端進行處理。

如同筆記型電腦的使用情況,不論使用哪一種網路通訊功能,控制器和I/O上可用的功能也需要保持不變,只有物理界質會有所改變,因此所有的I/O與支援的協定也將可維持同一個狀態。甚至在某些情況下不需要重新修改軟體,因為控制和HMI的程序在無需任何修改的情況下就可在有線及無線的方式下進行,因此就無需在授權、訓練、編程和維護上增加任何成本。(文章由Opto 22公司提供,陳妍蓁整理)