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自主工业无线WIA-FA

      WIA-FA技术是一种在工业现场环境中使用的,面向高速、硬实时离散型智能制造的国产自主可控工业无线技术规范。可实现工厂内自动化设备之间高安全、高可靠、抗干扰的信息交互,可用于飞机、船舶、汽车、机床等离散制造业工厂自动化的测量、监视与控制应用。

        WIA-FA技术解决了工厂自动化有线网络所面临高布线与维护成本、移动性与灵活性差等应用难题,将有效突破制造装备与信息系统的数字鸿沟,在提升生产效率、提高产品质量、降低生产成本等方面发挥重要作用。WIA-FA技术是工厂自动化生产线实现在线可重构的重要使能技术,对推进制造业由传统的低成本大批量生产模式向高端高附加值的个性化生产模式转变,助推我国制造业的转型升级,具有重要意义。

        WIA-FA先后于2014年9月、2015年12月、2017年6月成为国际电工委员会IEC公共可用性为规范(IEC/PAS 62948)、中国国家标准(GB/T 26790.2 -2015)和IEC正式标准(IEC 62948),是目前国际上唯一面向工厂高速自动控制应用的无线技术规范。WIA-FA在工业物联网技术领域产生了重要影响,获得了国际同行专家的高度评价,并获得了多项国际奖励。正如IEC TC65秘书长Rudy Belliardi先生所说: WIA-FA在高并发、抗干扰、实时性方面领先于欧美相关公司和机构的无线技术,将在工厂自动化领域扮演越来越重要的角色。

 

             

                                                 国家标准                                                                                 IEC国际标准

 

主要性能指标:

          高实时性,同一网络内规模为100点时,循环周期不超过10毫秒,网络规模可随意扩充;

 

          高可靠性,可靠性不低于99.99%;加冗余设备后,可靠性不低于99.9999%;

 

          支持多AP间漫游,无缝漫游,远高于常规民用无线网络(如Wi-Fi);

 

          支持无线通信软、硬件加密,加密方式可基于国产的SM4算法,无线传输安全性高,实现安全自主可控;

 

          9-24V宽电压输入,硬件设备基于工业级标准研制。温度:-20-60℃,湿度:0~85%RH。

 
      

 
 
 
WIA-FA与WIFA对比

 
 
应用介绍
 

        WIA-FA无线通信设备是中国科学院沈阳自动化研究所根据WIA-FA协议标准,专门针对工厂自动化高实时、高可靠性需求而开发的一组工厂自动化无线数据传输解决方案,最典型的组网结构包括网关设备、接入设备、现场设备三种设备,主要指标如下:

 

   网关设备包括以下主要功能:提供WIA-FA网络与现场总线等外部网络连接的接口,利用数据映射和协议转换功能实现WIA-FA网络与现场总线等外部网络的互连;负责网络管理和安全管理功能;通过接入设备与WIA-FA网络中的其他设备进行通信,交换设备间的信息;作为全网惟一的时钟源,实现网络时间同步。

 

 

 

 

 

 

 

主要技术指标:

  • 9~24V电压输入,工业级工作环境:温度:0~70℃,湿度:0~85%RH
  • 支持同一网络千点规模网络容量;
  • 百点规模数据刷新周期10毫秒以内;
  • 通信可靠性可达99.99%以上;
  • 支持与TCPUDP互联;
  • 外形尺寸:175×109×52mm

 

 

  接入设备包括以下主要功能:接收现场设备采集到的数据并发送给网关设备;将网关设备的控制命令发送给现场设备中的执行器;将网关设备的管理、配置和组态信息发送给现场设备;接收现场设备的告警及网络管理相关信息并发送给网关设备。

主要技术指标:

  • 9~24V电压输入,工业级工作环境:温度:0~70℃,湿度:0~85%RH
  • 支持现场设备在各个接入设备覆盖范围内无缝漫游,切换时间20毫秒;
  • 通过扩展卡,可支持多个接入设备级联,现场布线省事省力;
  • 通过扩展卡,可支持双无线信道主备冗余通信,可靠性更高;
  • 通过扩展卡,支持采用国密认证算法对无线报文加密,传输安全性高;
  • 外形尺寸:125×90×44mm

   

 

 

  现场设备安装在工业现场,连接传感器和执行器,负责采集现场过程数据以及控制生产过程。

主要技术指标:

  • 9~24V电压输入,工业级工作环境:温度:0~70℃,湿度:0~85%RH
  • 提供1路千兆以太网接口,1路串口,方便现场接入各类设备;
  • 通过扩展卡,可支持双无线信道主备冗余通信,可靠性更高;
  • 通过扩展卡,可支持采用国密认证算法对无线报文加密,传输安全性高;
  • 外形尺寸:125×90×44mm

 

 

 

典型应用场景
   WIA-FA现场设备主要面向工厂车间各种机器设备的无线互联,尤其是物流设备应用最多最广泛,以AGV应用为例,典型的网络结构如下图所示,WIA-FA能够正常工作,需要至少一个网关设备,一个AP(接入设备),一个节点(现场设备),最下游的AGV 通过一根网线与节点相连,节点与AP双向无线通信,所有的接入设备和网关设备需要通过交换机汇聚到一个有线局域网内,最终送给上游的AGV服务器。

 

 

 

 

 WIA-FA设备目前已在国内多家企业现场应用,经过了长期的测试和实际应用,证明了WIA-FA技术的先进性和设备的可靠性,应用WIA-FA技术能够使得原有产品进入到更多新领域,提高了产品性能指标,更增强了产品市场竞争力。

 

 

 

 

 

 

认证情况
 

 

序号

认证名称

认证机构

标识符号

认证方向

通过时间

1

无委会型号核准

中国工信部

无线发射要求

2016/10/31

2

CE认证

欧盟

人身安全要求

2017/11/22

3

ROHS认证

欧盟

有害成分要求

2017/12/8

4

FCC认证

美国联邦通讯委员会

电磁兼容要求

2019/6/25

 

 

 

 

 

 

 
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