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往屆回顧 | 展品與技術評估之無線儀表

2019年07月24日
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中國國際測量控制與儀器儀表展覽會(原“多國儀器儀表展覽會”英文簡稱“Miconex”)創辦于1983年,是由中國儀器儀表學會主辦的全球測量控制與儀器儀表的行業盛會,致力于為業界提供更優質的展示平臺與溝通橋梁。

為讓業內人士對多國展有更加深入的了解與認識,將推出2018年的展會報告介紹第29屆多國展的展會情況及展品與技術評估報告,為廣大企業提供參考。

本總結內容豐富、涵蓋齊全,將按照展品類型系列推送,歡迎業界專家共同探討!

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無線儀表

 

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無線儀表發展迅猛是參觀這屆展會最深的體會,以往在現場儀表設備生產廠商的展臺上很少看到帶天線的無線儀表,本屆展會則明顯增多。

有的展臺突出展示了該公司的無線儀表的風采,有的卻在不顯眼的角落“埋伏”著帶長鼻子天線的無線儀表,還有甚者,只是在仔細翻閱其產品樣本時才發現其產品中包含了帶無線功能的儀表,并且同一個廠家可以提供多種無線通信協議的產品。據粗略估計,以展示壓力/差壓變送器的廠家為例,至少三分之一的廠家有無線變送器。而在聚焦城市智能化、綠色智慧城市整體解決方案的提供商中,幾乎毫無例外地都以就地無線傳感器或無線儀表作為解決方案的基礎。無線通信技術的應用已從傳統的工業領域擴展到市政、民用、環保、交通等各行各業。

提到中國的無線技術,一定要提到中科院沈陽自動化所和重慶郵電大學的貢獻。

中科院沈陽自動化所是國內最早開展工業無線網絡技術研究的科研機構,攻克了無線技術在工業自動化應用中所面臨的高并發、抗干擾、硬實時等難題,主導完成了工業無線網絡國際標準6項、國家標準3項,形成了全面覆蓋流程工業和離散制造業工業無線網絡重要基礎技術和標準體系。

2006年9月,我國工業過程測量和控制標準化技術委員會立項開展“測量、控制用無線通信技術”國家標準體系研究及標準起草工作,隨后由中科院沈陽自動化研究所牽頭完成了WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation,工業過程自動化的無線網絡)國家標準的制定,2011年經國際電工委員會工業過程測量、控制與自動化技術委員會IEC/TC65的26個成員國投票,由我國負責制定的工業無線網絡WIA-PA技術標準提案,最終以100%的通過率,成為正式IEC國際標準,從而使WIA-PA國際標準成為現今工業無線領域三大主流國際標準之一

2017年6月,經國際電工委員會IEC投票,由中國科學院機器人與智能制造創新研究院(籌)牽頭研究制定的工業無線網絡WIA-FA技術標準提案,最終以100%贊成票,成為正式IEC國際標準,這是FA的第一份國際標準。WIA-FA是工業物聯網的核心技術,是工廠自動化生產線實現在線可重構的重要使能技術,對推進制造業由傳統的低成本大批量生產模式向高端高附加值的個性化生產模式轉變,助推制造業的轉型升級具有重要意義。在制造業競爭激烈的今天,WIA-FA成為IEC正式標準,標志著我國自主研發的離散制造業高速工業無線技術已得到國際自動化領域的普遍認可。

由中國科學院沈陽自動化研究所工業控制網絡與系統研究室承擔的遼河油田示范工程“油井遠程計量與優化控制系統”300口油井數字化項目已全部實施完畢。該系統是基于WIA無線傳感網絡實現,無線監測點達到1500點,目前整體系統運行穩定。

在展會上,中科院沈陽自動化研究所旗下的中科奧維、中科博微公司展出了WIA-PA、國產WirelessHART流程行業無線標準產品。

在展會期間,川儀股份與沈陽中科博微簽訂了雙方戰略合作協議。中科博微是由中國科學院沈陽自動化研究所發起創建的高新技術企業,承擔了多個國家科技重大專項、智能制造裝備發展專項和國家高技術研究發展計劃(863項目)等項目,是國家網絡化控制系統工程研究中心依托單位,在工業通信芯片、通信模塊、通信網關、控制系統、工控軟件及工業無線產品等方面有著行業優勢。

在中國科學院沈陽自動化研究所的展臺上,展出了WIA-FA的產品,發放了介紹WIA-FA的宣傳資料。

展會上發放的宣傳資料顯示,云南昆船物流公司采用WIA-FA設備與為快遞公司研制的智能物料分揀系統,無線通信要求是在有限空間內為200臺AGV自動導引運小車、每臺AGV每秒提供20次收發數據,普通的WiFi通信裝置無法滿足這一要求,而采用WIA-FA無線設備后可以達到這一要求。自2017年9月投運后經測試,可靠性達到99.99%以上,通信時延小于10ms,AGV小車不脫網、不丟包,運行安全可靠。

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云南昆船物流公司為快遞公司研制的智能物料分揀系統

重慶郵電大學除了是參與制定WIA-PA國際標準的主要單位之一外,還參加了ISA100.11標準的制定,作為主要成員加入新成立的ISA100無線兼容研究院WCI。

在展會上,重慶郵電大學展出了全球首款工業物聯網核心芯片——渝芯一號,是全球唯一為WirelessHART、WIA-PA、ISA-100.11a流程行業無線技術三大國際標準關鍵技術提供硬件級支持的射頻芯片。

南京高華科技股份有限公司是以研制高可靠MEMS傳感器、慣性測量單元(IMU)及物聯網系統工程為主導的國家級高新技術企業。

高華科技為“月宮一號”穩定可靠的感知保障提供了壓力、溫度、氣體等傳感器和監測系統。2018年5月4日長征三號乙運載火箭(CZ-3B)搭載亞太6C衛星在西昌衛星發射中心成功發射升空,高華科技研制的“箭上無線數據敏感與獲取子系統”首次搭載飛行取得圓滿成功。2018年10月15日,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發射第39、40顆北斗導航衛星。高華科技研制生產的壓力、溫度、振動、熱流、溫濕壓復合傳感器等單箭數百只產品在本次發射中順利完成任務,持續為我國運載火箭發射保駕護航。

深圳模擬科技有限公司專注于工業物聯網平臺的研發,提供云平臺服務及完整的物聯網解決方案。

TLINK工業物聯網平臺由深圳模擬公司研發并運營,為使用者、參與者提供技術和服務,幫助他們輕松實現傳感器的物聯網應用。TLINK工業物聯網平臺目前可接入各類傳感器、各大品牌的網關設備、各大工控品牌的終端設備(如PLC、HMI、變頻器、儀器儀表等),到目前為止已接入30萬臺設備。

值得注意的是,除了符合流程行業無線通信標準通信協議的展品外,大多數無線儀表生產廠家展出了采用其它通信協議的展品,如南京高華公司為火箭動力與空調監測系統安裝的安溢活門壓力無線監測系統,采用的是ZigBee傳輸方式,而為環境質量監測所采用的是WiFi、LoRa、NB-IoT傳輸方式。

上海朝暉壓力儀表公司的無線儀表可選GPRS、LoRa、NB-IoT、ZigBee、WiFi多種傳輸方式;

江蘇金湖杰克儀表公司的無線儀表可選ZigBee、GPRS、SMS多種傳輸方式;

福建上潤精密儀器公司的無線儀表可選NB-IoT傳輸方式;

上海銘控傳感器技術公司的無線儀表可選GPRS、LORa、LORaWAN、NB-IoT等多種傳輸方式;

天津迅爾儀表科技有限公司的電池供電電磁流量計、電磁水表的轉換器、發訊型電磁水表等產品均可提供GPRS傳輸方式。

GPRS為通用分組無線服務技術,可提供用戶信息傳送及網絡接入連接,是早期分散信息傳輸到集控室的一種永遠在線、收費合理的通信方式。

物聯網對于網絡低功耗、廣覆蓋、長待機等需求誕生了諸多LPWAN(低功耗廣域網)技術,NB-IoT、LoRa是近幾年逐漸被廣泛接受、建設的兩大主流技術。

作為一個新興技術,NB-IoT未來可應用范圍包括:智能抄表、物流監控、環保監控、安防監控、車聯網、智能井蓋、智能路燈等諸多領域,應用范圍廣、發展潛力大。

NB-IoT(窄帶物聯網)技術具有支持海量連接、深度覆蓋、低功耗、低成本等優點,支持設備在廣域網的蜂窩數據連接,是實現萬物互聯的突破性技術。NB-IoT發展迅猛,在技術標準和應用領域上都占得先機,它在滿足功耗和容量的同時兼顧了高可靠性。NB-IoT系高通、華為、愛立信等電信企業主推的技術方案。截至2018年初,全球已有28家運營商宣布NB-IoT網絡商用。國內三大運營商投資數百億建網,工信部規劃,2020年之前國內將建設超過150萬個NB-IoT基站,連接數突破6億。對于企業而言,無需再在網絡部署難、運維重等問題上投資,可專注于自身業務創新。

隨著國家“中國制造2025”和“互聯網+”政策的出臺,許多行業均擁有強烈的物聯需求,通過NB-IoT技術可以提升各行業的信息化智能化水平,加快推進智慧城市建設,促進物聯網產業裂變式發展。

福建上潤精密儀器公司與華為合作開發NB-IoT技術在智慧水務方面的應用,承擔了第一個NB-IoT大規模落地項目——福州城市供水漏損治理合同,項目智能水表的總量達到30萬臺。

該項目正在實施,一個小區原供水量與用水量的“產銷差”為34.38%。通過漏損治理,“產銷差”有望控制在12%左右,每月節水量約60萬噸。目前福建上潤可提供智能無線產品有:家用水表、主管支管水表、電磁流量計、均速管流量計、壓力變送器、液位計、路面積水儀、溶解氧測量儀等產品。

LoRa(Long Range)是Semtech收購一家法國公司Cycleo之后推出的超長距離無線傳輸技術,基于LoRa技術的LoRaWAN是包括終端、網關、服務器、應用內容在內的一整套開放標準,LoRa聯盟于2015年成立,并在全球推廣LoRaWAN。

LoRa是LPWAN通信技術中的一種,是基于擴頻技術的超遠程無線傳輸方案,傳輸速率高、距離遠(優于3km)、容量高、功耗低,解決了小數據量在復雜環境中超遠距離通信問題。LoRa陣營吸引了基礎網絡建設者廣電、中國鐵塔以及互聯網巨頭阿里、騰訊的加入。

浙江正泰中自國禹公司LXS無線遠傳閥控干式水表保持了旋翼式水表計數機構的機械傳動方式,增加了光電直讀模塊及無線電子遠傳部分。

主要由旋翼式冷水表、光電直讀模塊、LoRa遠傳模塊、內置鋰電池等組成電子遠傳水表。儀表采用的LoRa/NB-IoT無線通信技術,具有功耗低、通信質量高的特點,且組網靈活,易于實現水表數據遠傳的目標。

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中自國禹公司的無線遠傳閥控干式水表

在西門子公司在展會上提供了一份資料,介紹了中國海洋石油總公司旗下的渤海油田遼東作業區應用西門子無線技術的實例。

2013年1月,遼東作業區電網電站調度控制系統(DMS)開始投入試運行,它由多個電力資源構成,但是JZ9-3、JZ25-1、JZ21-1、JZ20-2等平臺電站沒有海底光纜通信,無法進入DMS的監控范圍。如使用傳統的無線通信方式,由于受海平面對無線信號漫反射影響,經常造成無線通信系統短時間中斷。對于工業控制系統,這種中斷是絕對不允許的,這里的應用需要一個極為可靠的無線網絡。

遼東作業區采用了西門子WiMAX系列產品,它基于IEEE802.16e,包含OFDM/OFDMA技術,能夠同時在多個子載波頻率上以廣播形式發射承載高速數據的信號。OFDM技術的最大優點是對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾,適合在海上多徑環境和衰落信道中的高速數據傳輸。通過西門子的Ruggedcom無線終端和RSN900NC交換機等無線通信產品,平臺電站所采集的機組和變壓器的實時數據集成到遼東作業區DMS中。2014年4月無線通信部分投入使用,幾年來,系統不但做到了長期運行穩定,無丟包情況,更做到了在傳輸距離、通信能力和傳輸速率等方面真正的高效通信。這些設備的最遠通信距離可達到69km,而實際最大傳輸距離為28km。

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 在遼東作業區應用的西門子Ruggedcom無線終端

 

第三十屆多國展將于2019年11月25-27日舉辦,將會有近500家測量控制與儀器儀表上下游企業帶來自主研發的產品與最新技術參展。

我們將在北京·國家會議中心等待業內人士的蒞臨,通過溝通學習、行業互助共同見證測量控制與儀器儀表行業的進步與發展!

 

官方微信
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