资源有限时，通常时间不允许通过人工检测、清洁和维护厂区内的各个过程设备，从而达到避免故障和停机的目的。PID上自动化有线过程控制现有基层已力不从心。部署缺失测量的二层无线覆盖，自动进行过程设备检测，超越PID，提高维护效率。

管理无线装置不应干扰仪表技术员日常工作，IEC 62591 (WirelessHart)的设计旨在于使发射器采用与4-20 mA和现场总线装置相同的手持现场通信装置进行试运行和校准等。

过程设备出错或故障将造成极大影响，进行清理或维修前装置需减速或关闭。倘若该情况发生在主过程装置上，产量则会受到影响。而维修耗资巨大且对维护资源造成巨大压力。

能源效率降低导致燃料消耗增加。另一方面，为避免故障或出错，过早停机对过程设备进行清洁也将减少产量，使人力紧张并增加维护成本。更糟的是，有限的资源耗费在了状态良好的设备资产上，真正需要维护的设备却可能受到忽略。

多数过程装置的设计尽可能减少仪表，仪表化要求的安全运作性过高。但由于过程设备内部状态不可见，很难有效的安排维护。因此多数过程设备仅定期接受检测，操作员和维护员对设备内部健康状况知之甚少。通常它们接受预防性维护，无论是否需要，都按照常规程序进行维修。

无线主张

世界各地的厂区现在都利用发射器来监测原始设计中未涵盖的测量值，帮助过程工程师和维护、可靠性部门洞察过程设备的健康状况。现在，许多厂区通过加入无线技术，使得资产管理程序实现自动化。

电缆槽和接线盒无需打开，且过程区域逗留时间的缩短降低了人身伤害风险，因此不用花费太多力气和资源便能轻松安装无线发射器。仪表中的原始数据在带有预配置资产健康模块的重要资产监测软件中汇集，这些模块用于泵、热交换器、空冷换热器、冷却塔、鼓风机、无监视压缩机、过滤器粗滤器、管道容器等。软件中的多参数算法提供了易懂的资产健康信息。

同理，智能仪表，如带阀门诊断的控制阀定位器和带仪表验证的流量计，先前并未数字化整合入控制系统中，现在可通过无线适配器将健康诊断信息归并入智能装置管理软件中。

譬如，现可在控制阀工作状态下对它们进行冲洗，判断哪些阀门需要彻底维修，这样大幅增加了周转规划和执行性。可在流量计工作时对其进行维护，从而找出哪些需要校准。通过这种方式，需要维修的阀门和需要校准的流量计即可在周转期得到相应维护，避免在厂区运营时进行拆卸，保障更长久的管道运作时间即,管道上工作的时间，而非车间工作台上维护的时间。

无线传感器减少了操作员测试和检测的次数。通过首先查看软件这一理念，维护团队可采用数据处理桌面维护规划，利用无线传感器发送的资产健康信息优化安排日程维护，使厂区减少意外减速和过程停机成为可能，节省能源，降低维护成本。

技术员能从桌面情况确认泵等资产的健康状况，省去了现场检测或计划维护的麻烦，缩短了中断时间。

此外，遭遇故障时，进行维护前维护技术员可先通过谷歌搜索过程设备，了解问题所在后再胸有成竹的对症下药。

管理更多传感器

各工业领域厂区普遍倾向于在过程设备上安装更多的无线传感器，提供原始设计未能涵盖的测量值，或甚至做修理之用。

除提升资产长期稳定性和减少操作员人工记录的麻烦外，无线还能提供节能措施(ECM)、健康，安全与环境(HSE)测量，如监测喷淋和洗眼站安全等。

增加的传感器导致厂区内装置数量大幅增多，导致4-20 mA和开/关信号与走线及I/O插件的运用变得不切实际。而第一台仪表就采用数字通信网络的厂区，四处都布有数字网络，无线是在现有厂区中配置数字传感器网络最简易的途径。

配置问题

利用网关，可将WirelessHart集成于任何支持Modbus/RTU, Modbus/TCP, EtherNet/IP或OPC的系统中。因此不存在太过时而无法集成WirelessHart的系统。无需更换或升级系统即能使用WirelessHart。甚至无线网关都无需来自同一系统供应商。

可逐步递增实现无线网络现代化，也可将其整体作为全方位现代化项目的一部分，通过在现有厂区开展审计，随后定义范围、细节设计、安装和试运行。

针对全厂现代化，由于原始管道等角图、3D模型和其它文件会降低传感器的机械工程性，因此正确定位原始EPC对大规模升级支持很大。

然而，一些夹合式的震动传感器、温度传感器和声学传感器仅需最少的机械作业。新建厂区时，EPC可代替它们将资源导入厂区现代化中。数字传感器网络的优点在于普遍性，而无线网络的优点在于扩展非常简易，增加任何传感器都无需单独增加电线或I/O信道。将无线发射器与压力、流量、水平、阀门位置、pH、导电、开/关触点、震动、温度、多温、声学及电平开关、开/关阀促动器整合或将无线适配器与有线装置整合都已可行。

所有上述装置都能共享相同的无线网络，并设置为定期更新，从而满足多样化的应用需求且将电池寿命发挥至最大。由于发射器数量也可随之减少，多温输入发射器是热交换机和锅炉管监测的理想选择，这是一个能够配合数字通信而无法配合4-20 mA的良好范例。

简化

WirelessHart发射器对维护部门帮助极大。但技术员接受WirelessHart如何之快的还有另一个原因：这些装置本身操作也非常简易。

与带Hart 和Foundation 现场总线的4-20 mA发射器一样，无线发射器需要设置/配置、校准和故障排查/诊断等。无线发射器还需要预配置准备，以便安全加入无线网络。

因此，无线发射器执行的任务很大程度上与4-20 mA或Foundation现场总线发射器的任务一致，所以这些装置使用的工具也一样，因此WirelessHart的入门十分简单。

加入无线网络前，无线发射器配置了一个网络ID和安全连接密钥，这一过程就叫做预配置。出于安全原因，该过程不会公开，预配置通常不在无线环境中进行。预配置完成后，无线发射器则具备必要的安全证书，开始安全无线通信。

对WirelessHart而言，连接密钥可由系统自动产生，用户无需手动设置且不会公开可见。网络中的各发射器可共享相同的密钥，也可各自具备不同的密钥。这一安全方案称为访问控制表(ACL)。

WirelessHart发射器加入网络后，系统根据关键词自动检测发射器。将预配置文件传输至网关不费吹灰之力。若WirelessHart网关的网络ID更改，网关将自动更新网络中所有的发射器。无需再对它们进行配置。

因此，所有WirelessHart发射器都具备一个标准的维护口，厂区内4-20 mA 和 Foundation现场总线使用的相同手持现场通讯器和笔记本软件在此接入并进行试运行、配置/设置、校准和诊断/故障排查。

相同工具，即使生产商不同，也可用于WirelessHart发射器，技术员无需采用全新而陌生的工具或软件。WirelessHart不需要各制造商指定的红外工具，技术员到现场时不必背负沉重的笔记本，一个轻便的手持现场通信器足矣。

手持设备的优势是单手即可操作且电池寿命更长。甚至4-20 mA 和 Foundation现场总线装置所用的文档编制校准器也适用于WirelessHart装置。

对WirelessHart发射器使用相同工具的另一好处在于，WirelessHart发射器按照4-20 mA 和 Foundation现场总线装置相同的方式进行了设置/配置、校准和诊断。技术员对厂区现有的工具的使用方法已经非常熟悉。4-20 mA 、Foundation现场总线和WirelessHart都采用电子设备描述语言(EDDL) (www.eddl.org)。正因如此，它们的用户界面非常相似，尽管所用信号不同，也能轻松管理混合的装置。

就WirelessHart装置而言，下载EDDL文件至系统，将其更新为最新装置版本的步骤完全与4-20 mA 和 Foundation现场总线装置的操作步骤一致。

投资

在现有厂区内采用4-20 mA或开/关信号安装传感器会产生干扰，甚至有对厂区构成损害的风险。而无线技术则是替代传统硬接线最佳的选择，它能超越PID作为应用自动化第二层。WirelessHart加快了布署速度，使得在短暂的周转期或甚至厂区运行期间都能低风险的布署自动化的第二层。这种维护现代化不影响过程控制、报警或安全它是超越PID的自动化第二层。

维护部门需要WirelessHart发射器收集发回的资产健康信息，说明无需进行维护，由于厂区内用于4-20 mA 和Foundation现场总线装置的普通工具即能满足需求，WirelessHart发射器很容易进行操作。

由于都使用EDDL，4-20 mA、Foundation现场总线和WirelessHart的用户界面相似，轻松管理混合装置。

通过验证厂区管理额外自动化投资是否合理，开展全面的现代化计划。可寻求咨询师帮助，增加合理性。随后对厂区资产进行审计，并开展运行和维护步骤，确保定义的范围能弥补不足。

Jonas Berge是艾默生过程管理公司应用技术总监