第1篇流程行业无线通信技术理论基础和基本知识/001
第1章流程行业通信技术的发展回顾/003
1.1流程行业通信技术发展历程003
1.2无线通信的发展历程004
1.3流程行业无线通信的特点005
1.4流程行业无线通信的要求007
1.4.1使用无线技术的一般条件007
1.4.2使用无线技术的特殊条件008
第2章流程行业无线通信技术理论基础/012
2.1电磁波谱012
2.2波的传播012
2.2.1自由空间传播013
2.2.2实时传播014
2.2.3在实际环境中的传播016
2.2.4环境变化020
2.3通信系统模型021
2.4频段022
第3章流程行业无线通信技术基本知识/023
3.1调制023
3.1.1跳频扩频FHSS024
3.1.2直接序列扩频DSSS024
3.2天线026
3.2.1全向天线026
3.2.2定向天线028
3.2.3天线特性028
3.2.4天线增益029
3.3能源供应030
3.4信号加密032
3.4.1WEP/WPA032
3.4.2WPA2/AES033
3.4.3加密的特殊操作模式035
第4章流程行业无线通信标准/036
4.1ISM频段036
4.1.1多路复用技术036
4.1.2频段的分割036
4.1.3800～900MHz037
4.1.42.4GHz037
4.2全球标准038
4.2.1IEEE802.11（WLAN）038
4.2.2IEEE802.15.1（WPAN/蓝牙）039
4.2.3IEEE802.15.4（低速率WPAN/ZigBee）040
4.2.4比较040
4.2.5共存041
4.2.6结论042
4.3网络拓扑043
4.3.1星形拓扑结构043
4.3.2网状拓扑结构044
4.3.3星形网状混合拓扑结构045
第5章流程行业无线网络应用的分类和设备类型/047
5.1流程行业无线网络应用的分类047
5.2工业无线网络的设备类型048
5.2.1现场设备049
5.2.2路由设备050
5.2.3适配器051
5.2.4中继器054
5.2.5手持设备054
5.2.6接入点055
5.2.7网关057
5.2.8网络管理器058
5.2.9安全管理器058第2篇WirelessHART标准/061
第6章WirelessHART标准的起源和发展/063
6.1HART标准063
6.1.1两线制变送器063
6.1.2HART协议063
6.1.3HART协议的特点064
6.1.4HART协议技术规范064
6.1.5HART协议网络模式065
6.2WirelessHART标准的目标和技术路线065
6.2.1WirelessHART的目标066
6.2.2WirelessHART技术路线的选择067
6.3WirelessHART的发展历程067
第7章WirelessHART的系统构成/069
7.1艾默生过程管理公司流程行业无线网络系统发展历史069
7.2无线现场设备071
7.2.1艾默生过程管理公司的无线现场设备071
7.2.2其他公司的无线现场设备072
7.3适配器072
7.3.1艾默生过程管理公司的无线适配器072
7.3.2其他公司的无线适配器074
7.4智能无线网关075
7.4.1艾默生过程管理公司的智能无线网关075
7.4.2其他公司的智能无线网关076
7.5无线I/O卡、远程链路和接入点076
7.5.1艾默生过程管理公司的无线I/O卡、远程链路和接入点076
7.5.2菲尼克斯公司的WLAN接入点077
第8章WirelessHART的特点/079
8.1先进性079
8.2成熟性080
8.3可靠性081
8.4安全性083
8.5简便性083
第9章WirelessHART系统设计/085
9.1WirelessHART无线网络方案选择085
9.1.1信号传送方案选择085
9.1.2成本估算086
9.1.3提高系统可用性的考虑086
9.2WirelessHART无线网络现场调查087
9.2.1定义网络操作区域088
9.2.2操作区域其他无线网络的部署089
9.2.3操作区域按障碍物分类091
9.3WirelessHART无线网络设计092
9.3.1WirelessHART监测网络设计规则093
9.3.2WirelessHART监测网络设计规则的突破096
9.3.3WirelessHART控制网络设计规则097
9.3.4强化网络的措施098
9.4WirelessHART无线网络设计计算101
9.4.1概述101
9.4.2无线现场设备的刷新率选择102
9.4.3WirelessHART无线现场设备台数统计102
9.4.4无线网关数量的计算103
9.5WirelessHART无线现场网络集成107
9.5.1概述107
9.5.2通过以太网集成108
9.5.3通过RS485总线（串行）集成109
9.5.4通过DeltaV控制系统的本地节点集成110
9.5.5通过无线现场数据回传集成111
9.6工程图纸设计114
9.6.1总体说明114
9.6.2艾默生过程管理公司的图形符号114
9.6.3倍加福公司的图形符号115
9.6.4E+H公司的图形符号115
第10章WirelessHART无线网络的现场安装/118
10.1概述118
10.2安装网关118
10.3安装无线现场设备122
10.3.1无线现场变送器的安装122
10.3.2适配器的安装123
10.3.3中继器的安装125
10.4天线安装的相对位置126
10.5分步实施的现场安装127
第11章WirelessHART无线网络的现场调试及投运/128
11.1现场调试及投运步骤128
11.1.1网关128
11.1.2WirelessHART无线现场设备128
11.1.3WirelessHART设备的调试投运129
11.1.4将仪表加入网络130
11.1.5应用集成131
11.2AMS无线SNAPON应用软件131
11.2.1使用方法131
11.2.2功能131
11.3现场设置及投运133
11.3.1无线系统内部连接133
11.3.2无线网关组态配置134
11.3.3无线现场仪表组态配置134
11.3.4无线系统与有线控制系统的集成135
第12章WirelessHART无线网络的应用/137
12.1江西卡博特蓝星化工公司138
12.2中石油塔西南化肥厂139
12.3中海油友谊号平台输油船139
12.4华能上海石洞口第一电厂140
12.5电科院电厂性能测试141
12.6云南驰宏锌锗公司会泽冶炼厂142
12.7南海北部湾海上石油平台144
12.8英国Croda公司145
12.9哥伦比亚Pacific Rubiales石油公司146
12.10川西北气矿梓潼采气作业区148
第3篇ISA100.11a标准/151
第13章ISA100.11a标准的起源和发展/153
13.1ISA简介153
13.2ISA100简介154
13.3ISA100.11a 简介155
13.4ISA100.11a工作组155
13.5ISA100.11a标准概要157
13.5.1ISA100.11a的目标157
13.5.2ISA100.11a的关键技术157
13.5.3ISA100.11a无线网络架构的主要组件158
13.5.4ISA100.11a产品159
第14章OneWireless的系统构成/160
14.1霍尼韦尔流程行业无线网络系统发展历史160
14.2OneWireless无线网络设备161
14.2.1无线现场设备16114.2.2适配器162
14.2.3无线手持设备163
14.2.4OneWireless无线主干网络设备164
14.2.5大型多功能网络要求的辅助组件168
14.3各种类型ISA100.11a无线现场设备网络规划169
14.3.1小型ISA100.11a无线现场设备网络规划169
14.3.2中型ISA100.11a无线现场设备网络规划170
14.3.3中型ISA100.11a和IEEE802.11a/b/g网络规划170
14.3.4OneWireless网络连接到工厂控制网络规划172
14.3.5带Cisco节点的ISA100.11a无线现场设备网络规划172
第15章OneWireless工业无线网络的特点/175
15.1一个无线网络架构支持整个工厂的应用175
15.1.1无线变送器175
15.1.2无线视频176
15.1.3移动工作站177
15.1.4无线巡检178
15.1.5振动监测178
15.1.6人员设备即时定位179
15.1.7就地显示仪表的读数传送180
15.1.8HART设备无线数据采集180
15.1.9其他以太网设备的无线转接181
15.2一个无线管理平台支持多种通信协议181
15.3与控制系统完全一体化的数据集成182
15.4无线变送器电池寿命长183
15.5无线变送器可选择快速刷新率及无线网络通信时间滞后非常短184
15.6通信距离较长184
第16章OneWireless系统设计/185
16.1OneWireless无线网络方案选择185
16.2OneWireless无线网络的组件及其选择185
16.3OneWireless无线网络现场调查188
16.3.1现场调查的目的188
16.3.2现场调查的内容188
16.4OneWireless无线网络设计193
16.4.1OneWireless无线网络拓扑193
16.4.2OneWireless Mesh网络的配置194
16.4.3Mesh跳限制196
16.4.4OneWireless网络的子网或域197
16.4.5OneWireless通信197
16.4.6交换机198
16.4.7无线防火墙配置198
16.4.8NTP设置的类型199
16.4.9接入点覆盖区域199
16.4.10无线节点的最大通信距离199
16.5OneWireless无线网络规模199
第17章OneWireless无线网络的现场安装/200
17.1概述200
17.2安装多功能节点及接入设备201
17.2.1赋予网关功能的多功能节点及接入设备201
17.2.2不作为网关的多功能节点及接入设备201
17.3安装无线现场设备204
17.3.1连接电池204
17.3.2选点并安装设备204
17.3.3安装天线205
第18章OneWireless无线网络的现场测试及投运/207
18.1现场测试207
18.1.1炼油厂罐区概况207
18.1.2现场测试数据207
18.2贵州盘县电厂无线网络运行及测试210
18.2.1测试现场概况211
18.2.2现场安装、投运及测试程序212
18.2.3测试结论213
18.3OneWireless无线网络的投运213
第19章OneWireless无线网络的应用/215
19.1中石化镇海炼化8公里乙烯运输管线215
19.2中石油西固油库216
19.3华东电力试验研究院218
19.4中石油大连石化218
19.5中联煤层气山西沁县气田219
19.6申能上海临港燃气电厂221
19.7中石化武汉800kt/a乙烯罐区222
19.7.1无线仪表系统概况222
19.7.2无线解决方案222
19.7.3无线仪表系统的工程实施224
19.7.4应用效果225
19.8美国加州威明顿Valero Energy炼油厂225
第20章横河电机的ISA100.11a无线网络系统/227
20.1概述227
20.2系统构成227
20.2.1无线现场设备227
20.2.2适配器228
20.2.3无线现场网络设备229
20.3系统设计233
20.3.1横河无线系统方案233
20.3.2横河无线系统与主机系统的集成238
20.3.3现场调查244
20.4现场安装247
20.4.1安装无线现场设备247
20.4.2安装YFGW710现场无线一体型网关249
20.4.3安装YFGW510无线接入点249
20.5现场调试和投运250
20.5.1启动现场无线系统250
20.5.2显示器监控画面及操作251
20.5.3无线通信质量的评价指标及具体应用255
20.6横河电机ISA100.11a无线网络的应用260
20.6.1造纸厂260
20.6.2回转窑温度测量260
20.6.3化工厂罐区温度监控261
20.6.4采盐卤水提取井流量监控262
第4篇WIAPA标准/263
第21章WIAPA标准概述/265
21.1WIAPA标准的起源和发展265
21.1.1中国工业无线联盟265
21.1.2WIAPA的目标265
21.1.3WIAPA网络技术规范265
21.2WIAPA的系统构成266
21.2.1现场无线设备267
21.2.2适配器270
21.2.3智能无线网关270
21.3WIAPA网络的特点273
21.3.1支持多种拓扑结构273
21.3.2采用集中式与分布式结合的系统管理方式274
21.3.3支持报文的聚合和解聚275
21.3.4通信可靠275
21.3.5超低功率276
21.3.6兼容无线HART标准和多种协议276
21.3.7价格优势277
第22章WIAPA系统设计及现场调试和投运/278
22.1WIAPA系统设计278
22.1.1单台WIAPA无线网关连接的无线现场设备台数278
22.1.2多台WIAPA无线网关的应用279
22.1.3无线HART适配器的天线选型279
22.1.4多跳信号传输的最大跳数280
22.2WIAPA现场调试和投运280
22.2.1无线现场设备安装位置选择280
22.2.2WIAPA网络管理软件280
22.2.3力达宁化工公司的现场投运282
22.2.4抚顺石化热电厂的现场投运283
22.2.5新疆油田公司采油二厂的现场投运285
第23章WIAPA的开发解决方案和应用/287
23.1WIAPA的开发解决方案287
23.1.1自行开发全套无线产品287
23.1.2通过通用接口与无线模块集成287
23.1.3OEM定制开发288
23.2WIAPA的应用289
23.2.1鞍钢冷轧厂连续退火生产线289
23.2.2中石油抚顺石化热电厂290
23.2.3江苏灌云力达宁化工公司291
23.2.4大港油田沧州第三采油厂292
23.2.5太阳能光伏发电站293
23.2.6印尼望加锡临海罐区294
第5篇流程行业无线通信技术展望/297
第24章流程行业无线通信技术热点分析/299
24.1网络299
24.2路由300
24.3刷新率301
24.4电池寿命301
24.5传输距离302
24.6变送器种类302
24.7安全303
24.8PID控制304
24.9费用305
24.10流程行业无线技术选型思路307
第25章其他无线技术的应用/309
25.1ZigBee技术309
25.1.1ZigBee概述309
25.1.2ZigBee特点310
25.1.3ZigBee应用311
25.2Trusted Wireless技术312
25.2.1任务312
25.2.2无线通信312
25.2.3数据传输313
25.2.4结构314
25.2.5建立连接315
25.2.6安全316
25.2.7工业应用装置316
25.2.8现场应用316
25.3EPA无线技术317
25.3.1EPA标准317
25.3.2EPA技术网络拓扑结构318
25.3.3EPA无线技术设备类型和网络类型319
第26章流程行业无线通信技术展望/320
26.1扩大应用范围320
26.2扩展到控制领域321
26.3多种通信技术标准的融合321
26.4系统架构的创新324
26.5引入新的频段325
26.6引入无线行业领军厂家的技术和产品325
26.7建立各种流程行业无线通信标准测试实验室326
26.8WIAPA的前景广阔326
附录名词解释328
参考文献337
