世界各地的行业正在经历重大的数字化转型。根据一份新的市场研究报告，到2025年，工业物联网(IIoT)市场价值将达到1106亿美元。从制造和物流到石油和天然气以及农业，物联网为优化、效率、资产管理提供了不可否认的好处和机会和工业控制。听起来很乐观，但物联网计划实施起来具有内在的挑战性。最大的障碍之一就在物联网开始的地方——在边缘收集操作数据并将其传输到云端。大多数遗留资产、机器和设备并非设计用于连接工业设施之外的设备，从而在整个组织内形成巨大的数据孤岛。这给公司留下了两个选择：使用新的物联网技术建造全新的绿地工厂，或更新棕地设施以实现物联网连接。从传统工业传感器和系统（如4-20mA传感器）收集数据的需求将继续增长，因为大量的前期投资使得IIoT的“即插即用”方法几乎不可行。4-20mA挑战4-20mA电流环路是广泛用于未开发工业传感器的通用模拟信号标准。今天的4-20mA传感器跟踪各种变量，包括温度、压力、湿度和水位。在电流回路中，这些过程变量由传感器收集并转换成4到20mA之间的比例电流值。传统上，这些信号通过接线发送到过程控制器以触发执行器上的响应。例如，配置为测量水箱水位的4-20mA电流环路可能指定空水箱的值为4mA，满水箱的值为20mA。在这种情况下，12mA意味着油箱是半满的。同样，从温度的角度来看，操作员可以分配4mA至0°C和20mA至100°C，在这种情况下，10mA将转化为37.5°C。低于或高于这些阈值的读数将向操作员发出存在温度问题的信号。尽管4-20mA电流环用途广泛且易于配置以用于过程控制，但它们也带来了重大挑战。来自这些工业传感器的数据流在闭环中运行，并锁定在工厂车间。这在整个组织中造成了巨大的数据孤岛，并使用户无法全面了解其设备、流程和设施的情况。此外，在许多情况下，4-20mA网络需要复杂的布线才能将输出信号传输到接收设备，例如分布式控制系统、可编程控制系统、数据采集系统、记录器或指示器。在许多室内和室外工业环境中，铺设电缆是复杂、麻烦且昂贵的。使用LPWAN创建“智能棕地”在2021年及以后，共同努力从传统工业传感器和系统收集数据将成为当务之急。4-20mA传感器已经并将继续广泛用于封闭式工业网络，以测量关键变量并将其报告给本地控制器以执行自动化和控制任务。因此，为4-20mA设备添加稳健、可扩展和远程物联网连接的改造物联网解决方案将为更好的运营监督和规划开辟巨大的可能性，尤其是在涉及远程资产和系统时。特别是，即插即用的低功耗广域网(LPWAN)连接解决方??案正在简化物联网与传统设备的集成。例如，嵌入了4-20mA接口的物联网无线发射器可以从现场传感器提取过程数据，并使用LPWAN连接将其发送到远程基站。除了最大限度地减少基础设施要求和生产停机时间外，该解决方案还具有独立于电源的优势，因为变送器可以使用电池运行数年。这允许简化、大规模部署，可以从遗留资产和设备收集大量数据，同时显着降低成本。此外，下一代LPWAN技术提供了所需的抗干扰能力和室内深度渗透能力，以克服工业园区的物理障碍和环境复杂性，从而确保这些设备始终可靠地进行数据通信。今天的LPWAN解决方案还为数据管理、可视化和机器学习提供了与现有IT基础设施和业务应用程序的灵活性和互操作性，同时确保与未来设备、系统和应用程序的有效集成。考虑到4-20mA工业传感器在工业领域的现状，未来几年仍将是工业运行的基本组成部分。随着即插即用LPWAN连接的出现，为物联网更新棕地设备不再是一项昂贵且艰巨的任务。通过打破数据孤岛和实时获得前所未有的运营洞察力来增强运营和增强竞争优势的机会是无穷无尽的。
