局域网的设计与分析
在工业控制系统中，可以使用FieldBus技术，以太网技术等实现系统网络。但是，这些控制网络通常基于电线结构网络。
有线网络快速稳定，在大多数情况下，满足工业网络的要求。
但是，有线网络只能通过一个维线传输数据，对于传输，需要领导者，这需要与传输路径有关的许多任务，例如： B.计划和电缆，预设接口，管理识别，管理等。
这些任务是不可避免的。
土壤的缺点是，它损坏了建筑物，废物界面，使维护变得困难，并且扩展使它变得困难。
在现代控制网络中，许多自动化设备需要更大的灵活性和机动性。
如果在一个无法连线或装载到车辆等移动机器上的环境中有工厂，则很难使用有线网络。
因此，无线网络将数据传输到没有必要传输媒体的三维空间中。
只要在网络区域中安装了访问点设备（访问点），如果终端配备了无线网络卡，就可以设置本地网络，它可以在接收范围内免费访问Internet。
简而言之，无线网络在网络结构的灵活性，舒适性和可扩展性方面具有独特的优势，这就是为什么无线LAN技术已开发和应用的原因。
随着微电子技术的持续进一步发展，无线LAN技术将在工业控制网络中发挥越来越重要的作用。
1。
无线LAN简介，通常使用无线传输介质的任何LAN称为无线LAN。
无线电波，红外或激光用作无线介质。
借助无线LAN技术（无线LAN），可以随时随地随意连接网络设备。
这是开发现代数据通信系统的重要方向。
无线LAN可以在不使用网络电缆的情况下提供网络连接功能。
1。
无线协议简介无线LAN协议标准已建立。
由于无线LAN的速度较低，协议标准不一致和价格高，用户还没有准备好使用无线网络来保护其网络，因此WLAN并不广泛。
近年来，随着更快的无线通信协议的引入，无线LAN迅速发展。
IEEE802.11是IEEE802标准委员会1997年WiFi的第一个国际标准。
1999年9月，该委员会发布了IEEE802.11b标准，其中包括ISO/OSI模型的物理层和媒体访问控制层（MAC）。
该标准可用于2.4 GHz，其传输速率高达11 mbit/s。
IEEE802.11b标准将节点设备分为基站和客户端站。
每个客户端站都可以直接通信或在基站的统一管理下进行通信。
基站和一组客户端站之间的连接称为基本服务集（BSS），两个或多个BSS形成了扩展服务集。
IEEE802.11b标准指定了三个物理层实现方法，即跳频扩频法FHSS、直接序列扩频法DSSS和红外技术IR。
载波侦听多路访问/冲突避免 (CSMA/CA) 技术用于 MAC 层访问通信媒体。
尽量减少冲突。
802.11b设计了独特的MAC子层，如图1所示。
下层称为分布式协调功能（DCF）子层。
该子层允许每个节点以竞争的方式使用信道并提供向上竞争的服务。
这种信道接入方式可能会引起竞争，但信道利用率较高。
上层称为点协调函数PCF（PointCoordinationFunction）。
图 1：IEEE802.11 的 MAC 子层。
该子层将通信权交替传递给每个客户站。
这样就避免了冲突的发生。
然而，基站需要定期轮询所有客户站，这需要花费大量时间，因此适合中小型网络。
无线局域网技术在不断发展。
美国公司Radia-ta和Atheros宣布将推出IEEE802.11a芯片组。
802.11a 的数据传输速率为 54 Mbit/s。
Atheros 声称其芯片组在“turbo 模式”（增强模式）下可达到 72 Mbps 的速度。
对于802.11a来说，它不仅仅是传输速率的提升，它还工作在5GHz频率，避开了拥挤的2.4GHz频段。
2001年11月15日，IEEE发布了改进的新技术802.11g。
比目前的802.11b，兼容802.11b。
上述介绍的技术标准可以通过下表1进行比较。
表1 技术标准、频率分配及传输速率 技术标准形成年度频率合并最高速率、调制技术最高速率802.111972.4GHZ2MBPSFHSS 02.4GHZ54MBPSSSSDESCRIPTION：1.802.11、802.11b、802.11g，全部工作在2.4g。
（工业、科学、医疗）公共频段不必无偿申请。
2.802.11a和802.11G物理层速率可以达到54Mbps，传输层速率也可以达到25Mbps，但稳定性需要进一步提高，成本较高。
802.11b的最高速率可以达到11Mbps。
2、IEEE802.11B无线网络标准标准无线局域网的物理层与传统的电缆网络的区别在于，在物理层，无线局域网一般采用无线电作为传输介质而不是传统的电缆。
IEEE802.11b无线网络有三个可选的物理层：跳频扩展（FHSS）物理层、直接序列扩展（DSS）物理层和红外（IR）物理层。
物理层的选择取决于实际应用的要求。
扩频和直接序列扩频是通信技术中常用的两种扩频技术，用于提高无线信道的利用率和数据通信安全性。
目前，无线局域网产品的物理层基于IEEE802.11b运行在2.4000至2.4835GHz的无线射频频段（ISM频段）。
最高可达 11 Mbps 2. 基本上，无线 LAN 的 MAC 协议之间没有显着差异。
无线LAN的MAC协议和电缆LAN的MAC协议。
由于无线传输媒体的固有属性和移动性的影响，无线LAN的MAC协议无法遵循原始LAN协议。
例如，IEEE802.3 CSMA/CD的MAC层用于共享不同位置的相同物理通道。
实施CSMA/CD的一个重要先决条件是每个网站都可以轻松实现冲突识别功能。
对于本地有线土地网络（例如以太网），可以根据识别电缆中的DC组件的更改轻松地进行冲突测试。
但是，使用无线传输媒体时，由于以下原因，很难实现冲突测试。
1）冲突测试的能力要求每个站都可以发送和接收自己的信号（确定其他站点的转移是否影响其自身的传输），这增加了渠道的成本。
2）更重要的是，由于发送时隐藏的终端问题存在，在发送时确定冲突，并且冲突将在收据结束时继续发生。
鉴于上述原因，无线LAN协议标准IEEE802.11b使用冲突，并避免与CSMA协议（冲突载体监视）共享无线通道。
可以实现一个简单的CSMA/CA如下：在数据包传输之前，对无线设备进行监视以确定是否传输了其他无线设备。
如果传输正在进行中，则设备正在等待随机的决策时间，然后等待监视。
另一个设备开始避免由于这种冲突造成的数据丢失。
如果您是正确的，则通过检测接收设备收到的CRC将确认信息传输到装运设备，以表明没有发生冲突。
否则，装运设备将重复上述CSMA/CA过程。
为了最大程度地减少传输的可能性（引起冲突）以最大程度地减少两个无线设备，802.11设计师使用名称。
例如：如果数据到达由无线节点（AP）指定的无线节点，则AP将RTS帧发送到此无线结（将数据传输到它的一定时间，直到传输另一个通信为止。
AP已发送到数据。
其他无线结还可以听到数据传输并将其传输延迟到这一点。
如果数据在节点之间传输，则设备引起的冲突可能在介质上引起冲突的可能性最少。
这种传输机制还解决了无线本地网络中隐藏的终端问题。
为了确保数据在传输过程中不会丢失，CSMA/CA还引入了ACK机制（确认）。
如果发件人未接收ACK，则表明数据丢失，并且数据再次传输。
3。
无线LAN -IEE802.11B无线LAN标准的真实-SEX-绩效分析使用媒体访问控制层中的CSMA/CA协议来实现无线通道的发布。
有了更容易的网络负载，冲突的机会很少。
例如，无线Wi-lan产品awe20-24无线网络桥梁使用动态时间来分发旋转查询：如果使用基本站的几个无线远程设备是否将数据发送到站。
这里所谓的动态轮换是指用户可以设置基站的轮换方式。
动态时间分配技术完全避免了冲突的发生，可以获得比CSMA/CA更好的实时性。
这使得无线技术在工业控制网络中的应用成为可能。
第三，基于无线技术的网络智能传感器将计算机网络技术、无线技术与智能传感器技术相结合，创造了“基于无线技术的网络智能传感器”的新概念。
该智能传感器集成了数据采集、数据处理和无线网络接口模块。
将应用程序，即TCP/IP协议硬化到智能传感器的ROM中，使得设置数据在TCP/IP协议中进行。
这种基于无线技术的网络智能传感器能够通过无线链路直接在互联网上传输、发布和共享工业现场数据。
在普通局域网的基础上，通过无线集线器、无线接入站（AP）、无线网桥、无线调制解调器、无线网卡等可以实现无线局域网。
在工业自动化领域，有数以万计的传感器、检测器、计算机、PLC、读卡器等设备。
RS-232 或 RS-485 本质 无线局域网设备使用隔离信号转换器将工业设备的串行信号与无线局域网和以太网信号进行转换。
工业设备的网络通信能力。
第四，通过无线局域网在工业控制网络中应用工业控制系统，为无线技术在工业控制系统中的应用提供了基础和机遇。
近年来，许多研究人员也开始了这方面的研究。
中国科学院沉阳自动化研究所曾鹏等人以FFHSE（高速以太网）为蓝本，以FF（现场总线基础）为蓝本，结合无线以太网标准-IEEE802.11b ，构建了无线以太网标准的现场无线通信协议栈。
协议栈维护了基础总线通信模型，可以完成无线设备之间的时间同步和真正的通信。
韩国釜山国立大学的KyungChanglee等人设计了Profibus-DP网络和IEEE802.11无线局域网互连的协议转换模型。
马里奥阿尔维斯等人。
C.Koulamas 等人。
除了理论研究之外，无线通信技术已经在一些工业控制网络中得到应用。
例如，美国罗克韦尔公司在基于Devizenet、Control、Ethernet/IP的三层控制网络系统的基础上增加了基于无线以太网部分的三层控制网络系统，实现无线通信。
德国西门子公司在基于Profibus-DP和基于Profinet的控制网络的控制网络中结合了无线以太网技术，使控制网络具有无线通信功能。
由于无线网络前所未有的优越性，可以避免大量的线路连接，节省系统建设成本和维护成本，同时满足一些特殊场合的需要。
系统组成。
此外，连续改善无线通信技术本身和无线通信技术绝对具有广泛的开发室和工业控制领域的应用前景。
V.工业控制网络中的应用方案和使用设备1。
使用智能传感器在基于网络基础上使用智能传感器的破坏性工业控制方法结合了当前市场上当前在市场上的各种IEEE802.11B -LAN -BRIDGES，市场可能会出现在市场上工业控制网络中无线LAN技术的应用解决方案。
无线LAN桥被用作无线访问点（AP），该无线访问点（AP）基于基于网络的智能传感器，基于无线技术和带有TCP/IP协议的包装数据。
以太网使用TCP/IP协议，并且具有较低级别的协议对于具有高级别的协议是透明的，并且实现了无线网络和有线网络的无缝连接。
可以通过Internet到达远程监视。
2。
为了实现无线设备的无线网络，通常必须选择两个设备。
一个是无线LAN桥，它可以将几个无线网站连接到现有LAN。
这是Yanhua公司的无线设备。
A. WLAN-9200系列11Mbit / s工业无线LAN-ACESSOR WLAN-9200是改进的室外11毫米 / S-Lan桥。
没有物理电缆，可以将几个远程站连接到本地网络。
功能：·支持IEE802.1LB标准2.4GHZISM -FREXENCY频段·支持用户检查高级级别，给出固定的安全性-WEP128，MAC地址控制·带有IP66/NEMA4X标准标准外壳的频段，保护系统未损坏，提供冷却风扇和加热工具可防止过热和冷，可以方便地调整LED显示屏，以改善室外11 MBIT / S无线LAN桥。
没有物理电缆，可以将几个远程站连接到本地网络。
这样，维持相应有线网络的大量维护和形成的成本。
WLAN-9200具有固定的外壳，可防止损坏以防止系统，酸度，闪光，低温和高温。
由于这些属性，WLAN 9200工作非常稳定且可靠，并且是户外应用的理想选择。
因此，WLAN-9200非常适合在电缆和建筑物等电缆上遇到困难的硬境。
WLAN-9200与IEEEE802.1LB标准兼容，具有各种强大的功能。
在提供高安全性保护（WEP：128 -BIT），DHCP客户，SNMP代理等的同时，它可以提供11 mbit / s的高传输速度。
为了满足户外环境的要求，WLAN-9200还提供高级系统保护功能：明亮的保护，冷却风扇，供暖，防水界面，工业设备盒，电力/LAN同轴电缆等。
低成本，简单安装WLAN WLAN -9200可用于各种分布式网站连接在一起，形成无线网络的无线区域。
它可以在远程位置节省电缆成本。
WLAN-9200使用特殊设计，可以轻松创建或删除用户。
此外，WLAN-9200还提供键和LED显示屏，用于显示和调整高温/低温。
用户可以快速形成您自己的无线网络。
到另一个为了能够使用无线范围，WLAN-9200还提供了各种天线来延长传输距离。
可靠稳定的固定设计 WLAN-9200采用先进的设计，外壳防水不生锈，可有效保护系统。
符合IP66/NEMA4X标准，具有耐腐蚀、防紫外线、安全、自动灭火等特点。
为了防止WLAN-9200内部过热或过冷，君华还在内部设计了冷却风扇和加热器。
当工作温度高于或低于用户指定温度时，冷却风扇或加热器开始工作。
此外，WLAN-9200还提供防水接口和防雷保护，可以保护电源、LAN和天线接口。
远程位置之间的快速数据传输完全兼容高速 LAN 标准 IEEE802.1LB。
WLAN-9200在2.4GHz频段采用DSSS技术，不受噪声干扰，使数据传输更安全可靠。
专用 WLAN-9200 保持通信使用多种安全功能来保护您的无线网络（WEP128 加密、Mac 地址控制和密码安全）。
通过采用 WEP128 加密，您可以选择 WEP 密钥来保护您的数据并防止未经授权的无线用户查看该数据。
B.Adam-4550 系列 2.4GHz 无线调制解调器 (RS-232/485) 接口是直接订购的无线调制解调器。
它工作在2.4GHz的ISM频段，该频段无需申请即可在全球范围内使用。
借助 RS-232 或 RS-485 串行端口，ADAM-4550 可以以高达 115.2 Kbps 的速度与计算机或其他设备进行通信。
ADAM-4550半时工作，以1Mbps的速率传输无线数据，具有100mW的输出功率，配备小型天线时，传输距离可达150米。
RS-485标准支持半双通讯。
这意味着可以使用一对双绞线发送和接收数据。
通常数据流的方向由握手信号-RTS控制。
不过，ADAM-4550 中有一个特殊的 I/O 电路，可以在没有握手信号的情况下自动捕获数据流并改变传输方向。
ADAM-4550 无线调制解调器提供可靠的“点对点”或“点对多点”网络连接。
典型应用是通过 RS-232 将 ADAM-4550 模块连接到主计算机，以将其他 ADAM-4550 模块放置在远程站点。
每个 ADAM-4550 模块都可以通过 RS-4550 网络连接到远程设备。
远程 ADAM-4550 模块将远程数据传输到主 ADAM-4550 模块，主 ADAM-4550 模块通过无线传输将控制命令发送到远程 ADAM-4550 模块。
规格 · RS-232/RS-485 传输速率（BPS）：1200、2400、4800、9600、19.2K、38.4K、57.6K、115.2K · RS-232 接口：Pole DB-9 · RS-48555 接口连接器端口连接。
：插入螺丝端子支持AWG1-#12或2-#14-#22（0.5至2.5mm2线径）电缆·无线传输速率：1Mbps·无线传输频率：2.45GHz（标称值）·无线传输·无线传输功率功率：100 mW（标称值）·无线调制：Direct Spre ad Spre ad PSK·无线收发地址：软件 配置254个不同地址·通讯距离：550英尺有效距离（在下面的宽阔的位置使用2DBI的填充天线），这些天线依赖于环境条件，天线类型和位置的实际距离，工作温度从：-10º至70°C（14º至158°C） ·功率要求：+10〜 +30VDC·功率消耗：4W·尺寸：60 mm×120 mm（2.36“。
”。
“×4.41”）功能·有线软件软件配置RS-232或RS-485，数据传输速率可以为115.2使用Kbit / s。
连接测试·与标准FCC Part15和ETSI3000.683/300.328 6。
结论结论通过WLAN控制工厂的控制非常简单且简单，但成本较高。
当前，绝大多数无线控件正在使用上述IEEE802.11协议系列。
它可以无缝连接到我们大多数本地网络中使用的以太网，因此对用户级别的测量没有影响。
例如，如果上述无线优势产品被用作原始有线通信设备的替代品，则其他硬件和软件配置也不会受到影响。
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34 光绝缘电阻测试（AWM） 34.1 成品绝缘电流（不包括任何外壳、屏蔽和保护罩）的绝缘电阻应大于2.5mΩ.1000FT（0.75mΩ·km）。试验应按照第920 条的规定进行。
35 高水对水绝缘电阻试验（AWM 湿位） 35.1 将成品绝缘线置于水中进行评价。
通过以下适当的公式。
水温应为 50 ± 1.0°C (122 ± 1.8°F) 或 75 ± 1.0°C (167 ± 1.8°F)，水温为 50 ± 1.0°C (122 ± 1.8°F) 或 75 ± 1.0 °C（167 ± 1.8°F）。
b) 如果导体在24-36周时的绝缘电阻小于10mΩ.1000FT，则采用下列适当公式所示的值（小于3MΩ.km以下的值并大于下列适当公式所示的值）。
c) 除绝缘电阻读数时间外，还应施加50Hz或60Hz正弦波，施加相当于浸入期间绝缘电压的试验电压。
35.2 对于 PVC 和 ThermoSetomic 材料，绝缘电阻应按下列适当的公式计算： A) IR50°C = K15.6°C x6.63x10-4xlogd/dB) 分别) 电线在水中的绝缘电阻75°C (167F)，单位电导率MΩ.1000FT D) K是绝缘材料的常数 15.6°C (60F) 时绝缘性能较低。
) 降低至 50°C (122F) 或测试温度 75°C (167F)。
6.63x10-5是将15.6℃（60F）时的温度K值降低到规定试验温度下所需的必要系数。
E) D为绝缘外径、内径单位，d为金属导体内径单位。
f) 公共系统：IR50°C = K15.6°C x2.02x10-4xlogd/dg) IR50°C (122F) 或 IR75°C (167F) 表示暴露于 60°C (140F) 或 75°C。
15.6°C (60F) 至 50°C (60F) 至 50°C (60F) (60F) 至 50°C (60F) (60F) 温度按温度值要求。
1.94x10-5是将15.6℃（60F）温度的K值降低到规定测试温度下所需的必要系数。
h) D为绝缘外径，单位mm，d为金属导体直径，单位mm。
35.3IR50°C (122F) 或 IR75°C (167F) 在生活用水中进行 60°C (140F) 或 75°C (167F) 加速老化测试。
虽然这类电线暴露在这样的水温下，但在使用时不希望电线同时暴露在60℃或75℃的水中。
35.4 在浸水12周或24-36周的后半段期间，浸水时间的平滑曲线并显示每3周的绝缘电阻测试的平均次数，并表明该值绝缘电阻测试的平均值不能下降速率大于以下值： a) 每周 4%，如果单个绝缘电阻的数量读数至少为 10MΩ.1000FT（导体 3MΩ.KM）； 周，1个绝缘电阻的绝缘电阻数大于35.5（3MΩ.KM导体）； 每种水都应远离水箱。
一周评估电线。
35.6 绝缘电阻试验的设备和程序应符合设备和程序的规定。
许多电缆制造商都使用该工艺，但没有指定实现目标的方法。
本次测试采用的欧式电桥为： a) 数量和校准准确； b) 读数精度为3%或以下； 22m) 成品圈的部分绝缘线必须浸入规定温度的自来水中。
测量前 6 小时或以上，水温应保持在 10.0-26.7°C (50-60F) 范围内的任何温度。
36 温度量（AWM级湿位） 36.1.两侧有图案（最好是10-15mil中等绝缘厚度或0.25-0.38mm的16-20AWG实心导体）作为绝缘代表。
样品的长度（至少200ft或60m）将导致在最低水温下绝缘电阻值稳定在测试仪器的校准范围内。
36.2 将两个样品浸入加热系统中。
凌但装置的水浴是圆形的。
样品两端应至少延伸 24 英寸（600 毫米），以减少泄漏。
样品应在室温下在水中放置 16 小时，然后将水浴调节至 10°C (50F) 或将样品转移至 10°C 的水浴中。
36.3 金属导体在一段时间内的径向电流电阻。
，直到温度保持恒定至少 5 秒。
在水浴温度下测量绝缘电阻。
36.4 根据第 36.3 条，两个样品均暴露于 10/16.1/22/27.8/27.8/27.8/27.8/27.8/27.8/27.8 和 35°C（50/61/72/72 和 95 °F)，然后暴露于水温 27.8/22.2/16.1 和 10°C（82/72/61/和 50°F）。
在每个温度达到热平衡后，读取绝缘电阻读数。
36.5 求两个样品和两个读数的平均值（在同一温度下获得的总共 4 个读数）。
将 4 个平均值的平均读数和 35°C (95°F) 下的平均波读数绘制在纸的一半上。
通过这5个点，可以画出一条连续的曲线（一般是直线）。
然后从曲线上读取 15.6°C (60°F) 时的绝缘电阻值。
36.6 从曲线上读取的 15.6°C (60°F) 绝缘电阻值除以 16.1°C (61°F) 绝缘电阻值。
表 36.1 中计算器电阻率的值基于计算器电阻率 15.6 (60°F) 的绝缘电阻值。
表 36.1 绝缘电阻场的有功电阻 15.6°C (60°F) 温度系数值 Ma 0.55°C (1°F) 0.55°C (1 °F) C ℃ ℃ ° ° ° F1。
031.051.061.071.091.101。
70,620,530,460 .360.280.24 .600.530.470.420.370.330.290.260.23488.30.700.620.560.440.400.360.290。
420.390.365211.10.790.730.630.630.540.500.470 .430.70.760.760.710.670 .750.730.715814。
805915.00.970.940.940.940.930.910.900.896015.001.001.001.001.001.001.0061.0061.0061.0061.0061 11.16。
081.121.141。
871.976719.41。
486920.301.551.842.002.172.362.5.5 62.7722.2 表 36.1（续） 1.41.601.802.0 12.252.522.8143.503.907322。
81.67132.412.723.073.4.4 53.884.3697423.31.511.731.9826262.582.943.804.314.8753 16.2.412.853.364.004.725.566.54797926.11.752.112.533 .0325.146.127.268.618026.71 428.032.5634.0556.347 .0a：源氏公式 M = C (T-60)计算公式计算公式：C为UL1072中电力电缆第59条中校准绝缘电阻的测试绝缘电阻所描述的试验方法所描述的方法。
T：电缆温度 °F
