WIA-PA标准:中国工业无线技术新突破

2009-04-15 00:00 行业标准   来源:《今日自动化》 

  “一流企业定标准、二流企业做品牌、三流企业卖技术、四流企业做产品”已经成为普遍认同的经济发展规律,标准之争其实是市场之争。谁掌握了标准,就意味着先行拿到市场的入场券,甚至成为行业的定义者。标准之争的激烈在工业通讯领域中表现的尤为明显。由于技术本身的原因,现在的各种工业通信协议都与原有的低速现场总线应用层协议相结合而形成的。不可避免的,现场总线之争延续到了愈演愈烈的工业以太网标准之争,进而又延续到了眼下的工业无线技术标准之争。

  “在西方国家,很多企业都主动参与国家标准的制定。”国家标准化管理委员会副主任石保权在一次采访中指出,这些企业的动机无非一个——得标准者得天下。“行业标准的制定最能体现一个行业的技术含量,而企业参与制定行业标准就会尽量把企业的技术体现进去,一旦企业牵头制定的技术标准通过国家组织的专家评审,那就等于是国家为这个企业推广产品,效益不言而喻。”

  工业无线技术国际标准之争竞争激烈

  工业无线技术的国标标准之争延续了现场总线标准之争以及工业以太网标准之争的异常激烈的特点。

  国际上,以HART通信基金会和美国仪表系统与自动化协会ISA等为代表的几百家会员单位,在众多的跨国公司的支持下,积极开展相关标准的制定工作。IEC TC65(工业测量和控制技术委员会)在2006年9月也开始了国际标准的制定工作。但是,由于世界各国及各大公司出于商业利益及技术研发瓶颈的限制,IEC标准的制定工作争论十分激烈。其中一个有意思的插曲是,就在HART 7(wirelessHART)标准推出的前两天,霍尼韦尔对外宣布该公司作为HART基金会董事会成员之一,对WirelessHART的推出持反对态度。霍尼韦尔过程控制部总裁在一封声明中建议HART基金会能够采纳ISA SP100标准。因为,“其中最显著的差别是:wirelessHART的开发仅是为了支持HART协议,而ISA SP100标准则可以支持HART、Profibus、CIP、FOUNDATION Fieldbus等多个协议。”工业无线技术国际标准之争的重要性与复杂性可见一斑。

  我国用于工业过程自动化的无线网络WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)规范是在中科院沈阳自动化研究所副所长于海斌研究员及曾鹏、徐皑冬等研究员的牵头下,联合浙江大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、重庆邮电大学、上海工业自动化仪表研究所、北京科技大学、西南大学、中科博微公司、浙江中控集团、东北大学、大连理工大学等十余家单位,由我国科技人员自主研发成功的。WIA-PA规范于2008年10月31日经过国际电工委员会(IEC)全体成员国的投票,以96%的得票率获得通过,作为公共可用规范IEC/PAS 62601标准化文件正式发布。得以使工业无线技术的国际标准形成wirelessHART(HART基金会)、ISA 100.11a(ISA)、WIA-PA(中国)三足鼎立的局面。

  工业无线技术被列为我国十一五“863”计划先进制造领域“工业无线技术及网络化测控系统研究与开发”重点项目。目前已突破了基于射频环境认知和自适应跳频的高可靠通信技术、基于高精度同步和事件驱动的低能耗技术和基于空间、时间、频率多维调度的实时通信技术等核心技术。建立了拥有自主知识产权的技术体系,开发了包括无线适配器、路由器、网关、手抄器在内的网络支撑设备,构建了测试认证环境,并在冶金、石化、电力、污水处理等行业的示范应用中取得了良好的效果。

  WIA-PA技术推动中国自动化技术向前

  全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)秘书长欧阳劲松教授指出,我国自主无线标准WIA-PA成为国际标准对于我国的工业无线技术乃至整个自动化行业的发展具有重要的意义。

  工业无线技术作为工业自动化领域前沿热点技术,引领工业自动化系统未来的发展方向。工业无线技术是本世纪初新兴的,一种面向设备间信息交互的无线通信技术,是对现有工业通信技术在工业应用方向上的功能扩展和提升。将引发传统工业测控模式的变革,引领工业自动化系统向着低成本、高可靠、高灵活的方向发展。欧美等国政府多次在发展规划中指出,工业无线技术将在提高产品质量、降低生产成本、提高能源效率等方面发挥重要作用。美国能源部还将工业无线技术列为实现到2020年美国工业整体能耗降低5%目标的主要技术手段之一。

  工业无线技术引起了先进工业国家的高度关注。全国工业过程测量和控制标准化技术委员会副主任委员刘枫教授指出,无线技术在恶劣的工业现场环境使用,面临着抗干扰、高安全、实时通信等一系列挑战性技术难题需要解决。国际上,以美国、德国为代表的西方工业强国投入巨资开展相关的研发工作,艾默生、西门子、霍尼韦尔、通用电气等大公司都参与其中。目前国外工业无线技术的发展已开始进入工程验证阶段,关键技术难题正在逐步突破,市场需求非常旺盛,爱默生、霍尼韦尔等公司已初步形成了自有技术体系和原型产品。

  欧阳劲松教授认为,WIA-PA规范成为国际IEC标准具有重要意义。我国工业自动化领域长期以来的发展模式是依靠引进国外的先进技术与产品实现集成应用。由于不掌握核心技术,产业安全存在一定风险。我国拥有自主知识产权的WIA-PA技术成为国际标准,标志着在工业无线通信领域,中国已经成为技术领先的国家之一。这是对改变我国工业自动化产业发展模式的有益探索和尝试,对我国发展具有自主知识产权的工业测控系统工作的充分肯定。同时该项技术被国际电工委员会所承认,也标志着我们在工业化与信息化的融合工作中又为国家提供了一种新的高端技术解决方案。欧阳劲松教授表示,从总体看来,WIA-PA标准成为国际标准使更多的企业可以享受国家科研成果的带来的好处,规范了相关产品的开发与应用,减小相关产品生产和使用风险。并且可以扩大中国相关领域的自动化产品占据市场的份额,为中国工业化和信息化的融合提供高端解决方案。

  我国无线技术发展任重道远

  欧阳劲松教授进一步指出,虽然我国的WIA-PA规范已经成为国际标准,但由研发走向市场并取得相应市场份额还有许多工作要做。WIA技术与标准化下一步工作重点包括:在WIA-PA技术的基础上,将工业无线技术的应用范围从现场级扩展到工厂级和企业级;将工业无线技术的应用从过程自动化扩展到工厂自动化;建立低速、低能耗的现场无线监控和高速、高品质工厂无线控制的工业无线网络体系;进一步研究工业无线网络的安全保障技术、工业无线网络与工厂有线自动化网络间的互连与互操作技术和工业无线网络测试评估等关键技术,并在此基础上完善标准体系;继续积极参与相关国际标准的制定,使更多的基于WIA-PA的技术得到国际标准的认可。

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