在工业环境条件下使用无线网络，最大优点是可以节省安装费用。无需导线、导管或铠装电缆，无需与之相关的I/O 和工程费用：这一切真是奇迹！过程测量开支一下子可以节省10 倍。
对于越来越多的先进过程制造商而言，采用无线网络的动力并不仅仅在于节省成本，更重要的是它的方便易用。为什么与传统有线系统相比，无线方案的安装和使用更方便成本更低呢？答案显而易见，因为没有了接线。
自组织网状网络，例如基于WirelessHART 标准的网络，不同于视线距离或“点到点”的有线技术，它不要求深入的现场调研或使用专门设备。
现在，凭借新一代的设计和管理软件，您的第一个无线技术项目在运行伊始便可以达到既定的最佳工作性能。
设定项目范围
对于您的第一个 WirelessHART 自组织无线网络，最好划定一个合理的设备范围或单个过程单元，例如储油库或蒸馏机组。这样做有下列好处：
· 几乎所有无线设备都处于相对有限的区域内，这样可以保证每一台无线设备有一个合理的信号范围。
· 同一区域存在多台设备时，可以有多条通讯路径，无消息障碍或干扰之虞。
· 如果数据源均采用相同的组织结构，即在
如果设计的过程单元较为复杂，例如封闭型多层厂房结构，最好每一层均安装无线网络。对于用钢筋混凝土分隔的过程单元，可以按过程单元来处理每一个钢筋混凝土封闭体。
绘制场地平面图，验证设计方案
无线设备在自组织网络中作路由器之用，要求各台设备安装时相互邻近，以支持可靠的通讯路径。
在设计第一个无线网络时，首先要获得或绘制一个需要安装网络的过程单元或区域比例图。（对于室外设施，可利用谷歌地图http://earth.googel.com 上的图片。）在这个规划区域内，应标出可以满足当前和将来应用需求的测量点。
比例图制作完成后，有 2 种方式来进行设备的布局。一种是手工布局，网络通讯的预期可靠性可参照第5 页“手工网络设计的经验方法”来加以衡量。另一种是借助艾默生新型的AMS 无线SNAP-ON 软件对网络的设计进行自动测试，方便快捷（参阅“新型工具使无线网络设计更加方便快捷”），提高日后网络的运行性能。
一旦确定设备位置并绘制图纸后，应选择提供电源的无线网关安装位置。这个位置应便于以有线或无线方式连接主控系统或信息系统，直接无线连接（不“跳跃”）网络中25％无线设备，这是一种比较理想的做法。
最小的网络也应至少包括2 台设备与网关进行直接通讯。
对于较大的网络，经验方法认为，网络中每8台设备中应有1 台直接连接设备。
网关第一，设备第二
在安装第一个自组织网络时，必须遵循两个基本原则：首先安装网关并通电，然后将无线设备安装在网关附近。
为了提高信号质量，应将网关安装在室外（至少应为Ⅰ级2 区），至少高出建筑构件顶部3 英尺（1 m），例如安装在控制室屋顶上。
如果无法进行室外安装，则应使用长度不大于20英尺（6 m）的电缆将网关连接至远程全向天线。
安装网关后，从离网关最近的现场设备开始安装，大部分WirelessHART 设备，包括艾默生的智能无线仪表，除了在回路接线方面外，其过程接口以及安装方法和系统均与目前有线仪表完全一致。
第一台设备工作后，可以确信其它设备也拥有可靠的通讯路径，这是网络拓展的坚实基础。可以使用中继器来临时提高网络的使用性能，直至所有设备安装完毕，或者直至网络完全覆盖整个过程单元。
强化和拓展
确认每一台设备均连接至网络并可靠通讯后，应验证是否存在任何“窄点”，即若干无线设备的信息在传送至网关前，必须全部通过其路径中任何点上的一台设备或中继器。
增加中继器或测量设备可以克服这个问题。艾默生新型的AMS 无线SNAP-ON 软件（参阅第7 页）以图形方法显示网络通讯模式，可以大大简化这项工作。此外，网络组成和运行后，AMS SNAP-ON 可以用图形方法显示网络通讯和诊断数据，便于用户提高网络操作性能。
一般情况下，如果自组织网络中的无线设备符合下列条件，则证明网络具有良好的连接效果：
· 每一台设备发送的消息至少99%到达指定网关。
· 两个节点之间的消息传送至少70%获得成功。
· 设备电池到达设计使用寿命。
· 网关诊断中的无线电信号强度符合要求。有时候这种检查会产生误导（如果路径无误，则信号较弱时也可以正确传送），但出现问题时可予以识别。
希望在第一个 WirelessHART 自组织无线网络上增加设备时，请记住：一般情况下，网络越大，性能越好。事实上，网络中无线节点越多，网络越容易拓展。
手工网络设计的经验方法
我们可以使用新型的自动工具来完善无线网络设计（参阅第7 页），也可以凭经验使用进 行手工设计。从规定覆盖范围的过程单元或区域图开始，按下列条件绘制各个规划的无线设备和相邻无线设备之间的连接线路：
· 无障碍物的无线设备之间的距离小于750 英尺（230 m）。
· 中型无线基础设施中无线设备之间的距离小于250 英尺（75 m）。中型无线基础设施一般能够支持车辆通讯。
· 大型无线基础设施中无线设备之间的距离小于100 英尺（30 m）。大型无线基础设施一般不能支持车辆通讯。
在设计阶段中，即使由于方向而使无线连接距离有所变化，每一台无线设备也应连接至其它3台无线设备，这样可以确保每台设备都有2条后备路径。
如果在设计阶段中无线设备少于 3 个连接点，则应增加测量点或使用扩大器来提高连接性能。
在下列条件下，无线设备之间不应存在任何连接线路：
· 无线设备之间的路径跨越大的障碍物，例如大建筑物或整个过程单元。（在这些情况时，最好应增加网关。）
· 设备安装在封闭性区域，例如大型机组的内部空间，与其它无线设备相隔离。（应使用远程电子设备将天线移出封闭性区域，或者在封闭性区域外增加中继设备。）
澳大利亚Terminal Pty 公司
使沥青保持流动
澳大利亚维多利亚州 Geelong 的Terminal Pty 公司用直径8 英寸（200 mm）、长度3000 英尺（900 m）的管道将沥青从运输船上卸到码头上的储罐。在环境温度下沥青会凝固，电加热器沿着管道将沥青加热至160℃并使之处于流动状态。如果电加热器出现故障，则会出现冷点，使沥青凝固而堵塞管道，解决这个问题需要巨额费用支出。
“我们希望监视沥青管道，”沥青码头项目经理JoeSiklic 指出，“使操作人员了解从运输船至储罐这段距离内沥青管道中的冷点，避免发生紧急停机的事故。如果出现卸船延误，码头将赔付每天30,000 美元的船舶滞期费。”
Joe Siklic 认为，与有线设备相比较，无线技术初期投资费用合理，维修费用极少，故码头选择无线设备。沿着管道均匀地安装8 台Rosemount 无线温度变送器，以每分钟1 次的速率将温度信号发送至码头上的智能无线网关。网关再将数据传送至AMS Suite 预测维护软件，这个软件用于仪表组态和性能监视工作。采集的数据通过光缆传送至码头控制中心的SCADA 系统。
由于无线技术的自组织特性，每一台无线设备作为附近其它设备的路由器，负责传送信号直至到达其目的地。如果出现障碍物，信号只是在网状网络中重新寻找新的路径进行传送，直至找到通向智能无线网关的正确路径。所有这些都是自动进行的，无需用户的任何干预；与单台设备和其网关之间直接的、视线路径相比，无线技术可以实现冗余通讯路径，可靠性也更高。
“这是无线技术的理想应用，”Joe Siklic 说。“由于存在许多条传送信号的路径，网络可以毫不费力地弥补个别变送器的传送故障，并向请操作人员发出报警。实践证明这种无线网络性能可靠，可以与现有的控制设备相兼容，性价比极高。
新的工具有助于无线网络设计
在确认 WirelessHART 网络的组态数据是否能够提供恰当的连接性能时，可以采用经验方法（参阅第5 页）。现在艾默生可以提供新型的工程工具，使这项工作更加方便快捷。
工 具 名 称 为 AMS 无线SNAP-ON 软件，它可以使用户将设备和网关在工厂设计图上进行拖放，然后根据最适宜的操作流程和方法来检查和优化网络设计。此外，网络一旦组成和运行，这个工具可以用图形来显示网络通讯和诊断数据，便于用户提高网络操作性能。
在 使 用 AMS 无线SNAP-ON 工具来设计无线网络时，用户必须首先输入网络拟工作的过程区域图（上图）。用直线连接任何两点并键入距离，设定图形的覆盖范围。此外，用户还应指定这个过程区域是否代表高、中或低密度环境的过程设备。
接着，用户可以将要求的 WirelessHART 设备和网关拖放至设备总图上。可以按最适宜的操作方法和设计参数来自动完善设计（中图）。在中间图中，红色圆圈表示不符合最佳参数，可能要求另外增加测量点或无线中继器，以补足当前的通讯路径。
对于投入运行的无线网络，用户可以用HART 设备描述符（DD）和自组织
网络通讯路径来检查设备图标（下图）。
LAPEM 提高测量效率
墨西哥联邦电气委员会（CFE）使用无线技术来提高国内发电机组的热效率测量。
CFE 下属的设备与材料测试实验室（LAPEM）拥有5个分析团队，负责在全国140 个电站中配置临时性的测量设备。LAPEM 希望增加对每个电站的测量次数。其中1 个分析团队采用无线技术，方便快捷地建立临时无线网络来进行测量，劳动生产率提高10％，电站覆盖范围也相应扩大。传统的有线测量难以望其项背，每台机组每年增加收入512,000 美 元。无线测量技术使CFE 降低生产成本，增加发电量，提高经济效益。
艾默生的智能无线系统使用方便，性能可靠，因此 LAPEM 决定将无线技术推广至所有5 个分析团队。测量准备时间可以大为减少，劳动生产率可望提高 40%。这样，5 个分析团队每年进行的分析评估服务可以多25 次，在不增加任何人手的条件下每年增加收入1,375,000 美元。每隔1 年便可以对全部140个电站测量和分析一遍。
“在采用无线测量技术以前，每年测量和分析电站不到50 个，”LAPEM 的Oscar Martinez 指出。“我们要求减少测量准备时间，每两年测量和分析一遍所有电站。艾默生的智能无线技术使我们的梦想成为现实。分析团队使用无线设备后，现场准备时间减少三分之一。我们每年可以完成更多的分析和测量任务，无线技术的确物有所值。”
“有线仪表的安装调试、测取读数和拆卸工作需要 15天，”Oscar Martinez 说。“在移至另一个电站前，还要1周时间来准备报告和其它工作。采用无线测量技术后，所有现场工作只需要10 天时间，每年可以完成75 个电站的测量工作。”
