Przejdź do głównej zawartości

Kwantowy skok do korzystania z bezprzewodowej komunikacji w automatyce

Michelle Foster

Najnowsza generacja bezprzewodowych sieci LAN (WLAN) zapewnia nie tylko większą szybkość transmisji danych, ale także innowacyjny interfejs bezprzewodowy, który został specjalnie zaprojektowany do zastosowania w automatyce. Oto cała historia!


Konfigurując niezawodną sieć bezprzewodową, w pobliżu znajduje się mnóstwo sprzętu, który jest odpowiednio odporny na wibracje, wodoodporny, dobrze nadaje się do długotrwałego użytkowania i spełnia wszystkie odpowiednie standardy. Mimo to sieci WLAN nadal nie zawsze działają tak dobrze, jak powinny.

Rys. 1: Maszt transmisyjny wyposażony w różne technologie bezprzewodowe

Przykładem tego była instalacja w dokach w Hamburgu, przeznaczona do komunikacji bezprzewodowej między brzegiem a brzegiem i między statkiem a brzegiem. Inżynierowie byli w stanie wybrać miejsca instalacji, w których istniała wolna od przeszkód linia wzorku między antenami i punktami dostępowymi, nie było dużej odległości między nadajnikiem a odbiornikiem, a sygnały otrzymane w testach wydawały się wystarczająco silne, aby zapewnić pożądaną szerokość pasma. Ale w użyciu transmisja danych była kiepskiej jakości i podlegała częstym przerwom, a wiele pakietów danych zostało utraconych lub uszkodzonych. Szczególnie dotknęło to statki, które chciały ustanowić tymczasowe połączenia.

Przeprowadzono więc kompletną i kosztowną analizę częstotliwości. WLAN jest ograniczone do maksymalnej mocy wyjściowej 100 mW w paśmie 2,4 GHz i do maksimum 1000 mW w paśmie 5 GHz. Oznacza to, że jego transmisje są słabe w porównaniu z innymi technologiami bezprzewodowymi w bezpośrednim sąsiedztwie. Ponieważ anteny WLAN odbierają wszystkie rodzaje fal elektromagnetycznych, urządzenia WLAN muszą próbować odfiltrować odpowiedni sygnał z rozmaitych innnych. Niestety, filtr częstotliwości w zestawie układów nie jest szczególnie silny.

Rys. 2: Analiza częstotliwości doków w Hamburgu

Problem został złagodzony przez zainstalowanie dodatkowego filtra pasmowego pomiędzy punktem dostępowym i anteną, co zapobiegło przekazywaniu zakłóceń pobranych z sąsiednich częstotliwości do odbiornika WLAN. To znacznie zmniejszyło poziom szumu i podniosło poziom odbioru pakietów do akceptowalnego.

Rys. 3: Moc wyjściowa i dystrybucja systemów bezprzewodowych w całym paśmie częstotliwości
Inną sytuacją, w której napotkano nieoczekiwane problemy, była kopalnia odkrywkowa. Urządzenia WLAN zostały zainstalowane, aby utworzyć mobilne połączenie sieciowe wzdłuż przenośników taśmowych. Urządzenia stopniowo traciły moc nadawczą i ostatecznie nie były w stanie zapewnić wymaganego poziomu transmisji danych. Okazało się, że nad kopalnią odkrywkową występowały regularne wyładowania elektrostatyczne wywołane tarciem między masami powietrza. Anteny WLAN odbierały i przekazywały te wyładowania. Ponieważ znajdowały się poniżej wyzwalacza napięciowego, mogły przedostać się przez osłonę odgromową.

W obu sytuacjach problemy rozwiązano poprzez zainstalowanie dodatkowych elementów między urządzeniami WLAN. W pierwszym przypadku był to filtr pasmowo-przepustowy, w drugim przypadku był to zaawansowany rodzaj ochrony przeciwprzepięciowej, który działa nawet przy niskim napięciu i prądzie. Oba te czynniki znacząco przyczyniły się do obniżenia kosztów instalacji i zapotrzebowania na miejsce. Jednak w wielu scenariuszach przemysłowych, przestrzeń jest bardzo niewielka, np. w pociągach, a wiele anten może wymagać stosowania wielu filtrów przeciwprzepięciowych i/lub filtrów pasmowo-przepustowych.

Rys. 4: Sygnał WLAN po filtrze pasmowo-przepustowym

Dlatego Hirschmann opracował interfejs WLAN, który spełnia wszystkie wymagania zastosowań przemysłowych, takich jak te opisane powyżej. Projektanci zdołali zintegrować ochronę przeciwprzepięciową i komponenty filtra pasmowego w samym punkcie dostępowym.

Każdy moduł stanowi obecnie interfejs bezprzewodowy, a do trzech z nich można zainstalować w jednym punkcie dostępowym. Testy wykazały, że zintegrowane zabezpieczenie przeciwprzepięciowe może wytrzymać wyładowania do 25 kV. Drugi zintegrowany komponent, filtr pasmowo-przepustowy, działa w paśmie 2,4 GHz lub 5 GHz i eliminuje zakłócenia z sieci WLAN.

Rys. 5: Nowa seria urządzeń bezprzewodowych OpenBAT firmy Hirschmann zawiera opatentowane moduły bezprzewodowe ze zintegrowanymi filtrami pasmowo-przepustowymi i ochroną ESD, wszystko w standardzie

Nowa, opatentowana platforma OpenBAT firmy Hirschmann to najnowszej generacji urządzenia WLAN. Stanowi nowy etap rozwoju sieci WLAN i pozwala na prędkość transmisji danych nawet o 50% wyższą niż w poprzednich generacjach urządzeń. Ponadto ta platforma umożliwia klientom zaspokojenie wszystkich ich potrzeb z szerokiej gamy interfejsów, zasilaczy, typów obudów i specjalnych certyfikatów.

Sieci WLAN można skonfigurować za pomocą urządzeń OpenBAT jako samodzielne punkty dostępowe lub, alternatywnie, zarządzać za pomocą centralnego sterownika BAT. Nowa platforma OpenBAT umożliwia wdrożenie rozwiązań WLAN w obszarach, w których wcześniej nie było to możliwe. Obszary zastosowania obejmują obecnie automatyzację zakładu i procesu, przesyłanie i dystrybucję energii, wydobycie i wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł. Ponadto klienci mogą zaoszczędzić pieniądze, wybierając wariant produktu, który ma tylko te funkcje, których naprawdę potrzebują.

Opatentowany moduł bezprzewodowy WLAN jest wyposażony nie tylko w zintegrowany filtr pasmowo-przepustowy i ochronę ESD, ale także zapewnia bardzo niskie zużycie energii i niezwykle szeroki zakres temperatur roboczych. Ponadto ma wyjątkowo solidne złącza antenowe i dlatego jest szczególnie odporny na wibracje.

Od teraz możliwe jest tworzenie stabilnych i niezawodnych połączeń bezprzewodowych nawet w najtrudniejszych warunkach!

Komentarz edytora: Autorem tego wpisu jest Olaf Schilperoort i został on pierwotnie opublikowany na naszym blogu EMEA.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy do dyspozycji od poniedziałku do piątku w godz. 8:00 -16:00.
Tel: +48 32 256 25 33
E-mail: info@pf-electronic.pl

Komentarze

Popularne posty z tego bloga

MPLS-TP: MPLS wychodzi naprzeciw Twoim oczekiwaniom

Howard Linton W ostatnich latach wielu przemysłowych użytkowników sieci szkieletowej znalazło się w sytuacji bez wyjścia. Dobrze znane sieci SONET i SDH z komutacją łączy, z których korzystają od dziesięcioleci, gwałtownie przestają nadążać z zaspokajaniem rosnącego zapotrzebowania na wideo, dane i inne zastosowania wymagające dużej przepustowości. Jednak najczęstszą praktyczną alternatywą - dla wielu, IP/MPLS - jest protokół wyraźnie przeznaczony dla bardziej złożonych operatorów sieci. Okazuje się, że jest to zbyt kosztowne, skomplikowane i mało funkcjonalne dla konkretnych potrzeb przedsiębiorstw użyteczności publicznej, transportu, rurociągów i innych użytkowników przemysłowych działających we własnej sieci szkieletowej. No cóż, są też dobre wieści, ponieważ na szczęście istnieje mniej znany aspekt MPLS, który jest faktycznie przeznaczony do zaspokojenia potrzeb tej dużej bazy użytkowników. Nazywa się MultiProtocol Label Switching-Transport Profile lub MPLS-TP i może po

Redundancja sieci dla komunikacji dzisiejszych podstacji

Tim Wallaert Czy kiedykolwiek podałeś tylko jeden numer telefonu, pod którym będzie się można z Tobą skontaktować, komuś, kto koniecznie będzie musiał się z Tobą skontaktować w nagłym przypadku? Prawdopodobnie nie. Gdy absolutnie krytyczne znaczenie ma to, żeby wiadomość do Ciebie dotarła, na wszelki wypadek zostawiasz drugi numer jako dodatkowe zabezpieczenie. Twoja sieć przemysłowa nie jest inna. Aby uniknąć ryzyka i kosztów awarii systemu i przestojów, upewnij się, że komunikacja (i operacje) są ciągłe dzięki sieci rezerwowej lub redundantnej. Więc gdzie powinieneś wdrożyć redundantną sieć? Gdyby koszt nie stanowił problemu, zrobiłbyś to wszędzie. Ale miejsce, w którym naprawdę ma to znaczenie, to takie, gdzie pojedynczy punkt awarii może zniszczyć całą komunikację. Liczbę pojedynczych punktów awarii można zminimalizować dzięki odpowiedniej segmentacji sieci. Dzielenie dużych sieci na mniejsze grupy poprawia łatwość zarządzania, niezawodność i obsługę. Pomaga tak

Ethernet przemysłowy a zwykły Ethernet: dlaczego to ma znaczenie?

Sylvia Feng Środowiska przemysłowe są trudne. Mówię o oleju, kurzu, wodzie i wysokich temperaturach. Środowisko, w którym działa wiele obiektów przemysłowych, znacznie różni się od budynku biurowego lub sklepu detalicznego. Mimo to oczekuje się, że wiele (pozornie) podstawowych funkcji będzie działać płynnie, pomimo tych warunków. Fabryki muszą mieć możliwość przesyłania danych z jednej maszyny do drugiej i muszą mieć możliwość polegania na kablu, aby działał w ekstremalnych warunkach. Jednym z obszarów, który może wywrzeć niesamowity wpływ na producentów, zarówno pozytywnie, jak i negatywnie, jest niezawodność, bezpieczeństwo i siła ich kabla sieciowego. Po prostu użycie dowolnego kabla Ethernet nie będzie działać. Zwykłe urządzenia, które mogą działać dobrze w warunkach biurowych z kontrolowaną temperaturą, nie wytrzymają ekstremów środowiska przemysłowego. Oto świetna analogia: jak niedorzeczne byłoby umieścić pingwina na pustyni? Wszyscy wiemy, że pingwiny nie