Przejdź do głównej zawartości

Przemysłowa sieć bezprzewodowa - wybór odpowiedniej anteny dla Twojego zastosowania

Belden

Jako projektant sieci lub inżynier, możesz unikać rozwiązań bezprzewodowych, ponieważ obawiasz się, że zakłócenia transmisji spowodują niewiarygodność komunikacji sieciowej. Być może słyszałeś o najnowszych ulepszeniach technicznych w technologii bezprzewodowych urządzeń przemysłowych, ale nadal możesz się martwić o ich wykorzystanie w procesach o znaczeniu krytycznym.

Ponadto, możesz się zastanawiać, czy sprzęt do transmisji WLAN może zapewnić stabilność mechaniczną, zakres temperatur, poziom wilgotności i odporność na korozję potrzebne do efektywnego działania w twoim zakładzie.


Podczas gdy inne artykuły na tym blogu opisują niektóre z postępów w technologii i standardach, które sprawiły, że przemysłowe zastosowania bezprzewodowe są bardzo niezawodne, w tym artykule przyjrzymy się bliżej jednemu kluczowemu komponentowi. Ten komponent to antena.
Wybór odpowiedniej technologii antenowej jest niezbędny do niezawodnych połączeń WLAN. Zbadajmy, jak się do tego zabrać.

1. Wybierz odpowiednią technologię antenową do Twojego zadania
Istnieją dwa podstawowe typy anten używanych w sieciach bezprzewodowych - kierunkowe i dookolne (powszechnie nazywane po prostu omni). Anteny kierunkowe wyznaczają częstotliwość radiową (RF) w określonym kierunku dla koncentracji RF w docelowym obszarze. Anteny omni zapewniają równe pokrycie we wszystkich kierunkach, z wzorem pokrycia, który wygląda jak kula (sfera).

Aby połączyć budynki za pomocą połączeń punkt-do-punktu w obszarach zewnętrznych, najbardziej odpowiednie byłyby anteny kierunkowe. Anteny kierunkowe mają różne kąty otwarcia, w których wiążą sygnał wysyłania/odbierania. W przypadku krótkich odległości powszechne są szerokie kąty. W przypadku dłuższych odległości, np. 1000 m lub więcej, preferowany jest większy kąt ostry (30° lub mniej). Anteny kierunkowe dodatkowo ograniczają te obszary poprzez wiązanie sygnału wysyłania/odbierania w jednym kierunku, generując w ten sposób znacznie większy zasięg (patrz rysunek 1).

Rysunek 1 - Anteny kierunkowe są dobre dla połączeń punkt-do-punktu. W przypadku odległości od brzegu odpowiedni jest szeroki kąt transmisji.

W przypadku pomieszczeń i otwartych przestrzeni we wnętrzu i na zewnątrz, najczęściej antena omni jest lepszą technologią ze względu na zdolność pokrycia powierzchni kołowej. Szczegółowy zakres zależy od wrażliwości anteny (patrz rysunek 2).

Rysunek 2 - Anteny dookolne nadają się do otwartych obszarów wewnętrznych i zewnętrznych.

Nowsza fala technologii WLAN obsługuje anteny MiMo (Multiple In Multiple Out). Anteny MiMo składają się z pojedynczej struktury zawierającej do trzech pojedynczych elementów anteny wewnątrz.

Anteny te aktywnie wykorzystują odbicia i opóźnienia w rozchodzeniu się sygnału, aby połączyć więcej niż jeden strumień. Umożliwia to większą szybkość transmisji danych i lepszą jakość połączeń w "hałaśliwym" otoczeniu. Ta konstrukcja jest dostępna dla anteny dookolnej i kierunkowej (kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji na temat użycia anteny MiMo).

2. Wybierz odpowiednią częstotliwość anteny
Aby dalej skierować Cię w stronę odpowiedniej anteny, zastanów się, jaki zakres częstotliwości najlepiej pasuje do Twojego zastosowania. Poniższa tabela zawiera typowe zakresy anten dla dwóch możliwych zakresów częstotliwości obsługiwanych przez specyfikację IEEE 802.11 WLAN.


Sposobem na zawężenie wyboru anteny jest skorzystanie z przewodnika antenowego Hirschmann w połączeniu z kalkulatorem odległości WLAN firmy Hirschmann. Narzędzia te pomagają wybrać kategorię anteny, a następnie wprowadzić określone obliczenia w celu określenia najbardziej odpowiedniego produktu.

3. Zdefiniuj specyficzne wymagania zastosowania
Aby zawęzić wymagania, rozważ następujące pytania:
·    Czy komunikacja została ustalona między różnymi obszarami, takimi jak połączenie punkt-do-punktu?
·    Czy sygnał musi obejmować duży obszar, na przykład halę fabryczną?
·    Czy klienci (urządzenia takie jak telefony, laptopy, tablety) są w ruchu i potrzebują nieprzerwanego zasięgu w obrębie całego obszaru?
·    Kiedy klienci się przemieszczają, czy małe przerwy w komunikacji są akceptowalne?
·    Jakie typy ruchu danych będą wykorzystywane w tych zastosowaniach - prosta transmisja danych PLC o niskiej przepustowości lub wideo HD o wysokiej przepustowości? Może nawet po trochę z obu?

Dzięki tym informacjom jesteś gotowy, aby wybrać odpowiednią antenę.

Przykład zastosowania: Urządzenia mobilne w dużym obszarze produkcyjnym
W tym rzeczywistym zastosowaniu mobilne urządzenia ładujące były początkowo połączone za pomocą ciągnącego się kabla. Ten ciągnący się kabel trzeba regularnie naprawiać. Wymagane było rozwiązanie bezobsługowe, wraz z możliwością zapewnienia połączenia dla transmisji danych sterujących i pomiarowych. W związku z tym postanowiono ocenić rozwiązanie WLAN jako opcję.
Z wymogiem dotarcia do klientów WLAN w średnim zakresie odległości (od 109 jardów do 1 093 jardów lub od 100 m do 1 km), anteny kierunkowe wskazujące na urządzenia do przenoszenia piasku lub klientów oferują dobry punkt wyjścia.

Aby uzyskać pożądane pokrycie radiowe dla obszaru aktywnego, wymagane były dwie anteny kierunkowe w celu uzyskania kątów zasięgu. Anteny te zostały zamontowane na stałym miejscu centralnym. Ponadto, w związku z wymaganiami przepustowości zakładu, zastosowano również anteny kierunkowe.

Wybrane anteny kierunkowe miały 9dBi (decybel izotropowy) i miały kąt otwarcia 60°. Anteny te wspierają, na całym obszarze ruchu, stosunek sygnału do szumu (SNR) większy niż 20dB. Przy tych rzeczywistych pomiarach wymagana minimalna przepustowość 12Mbit/s została nie tylko spełniona, ale znacznie przekroczona. Wybrane anteny zapewniały równą widoczność pomiędzy jednostkami ładunkowymi a stacją centralną na całej trasie.

Przemysłowe korzyści bezprzewodowe: oszczędność kosztów, niezawodność i przewaga konkurencyjna
Jak pokazuje powyższy przykład, przeniesienie zastosowania wymagającego częstej naprawy, takiego jak ciągnący się kabel, do bezobsługowego połączenia radiowego, zmniejsza koszty. Inne sposoby, w jakie przemysłowe urządzenia bezprzewodowe mogą oszczędzać pieniądze, mogą pochodzić ze zmniejszenia personelu, wsparcia lub kosztów konfiguracji.

Ponadto dzisiejsze technologie bezprzewodowe zapewniają niezawodność połączeń kablowych w 90% zastosowań.

Przemysłowe zastosowania bezprzewodowe przyczyniają się do uzyskania przewagi konkurencyjnej dzięki udoskonaleniu procesów, takich jak stan urządzeń mobilnych w czasie rzeczywistym, krótszy czas uruchamiania i redukcja drobnych awarii.

Aby dowiedzieć się więcej o wyborze odpowiedniej anteny do zastosowań przemysłowych, pobierz publikację dostępną poniżej. Aby uzyskać więcej informacji na temat postępów w technologiach bezprzewodowych i dodatkowych przykładach zastosowań, kliknij tutaj lub tutaj.

Czy korzystasz z bezprzewodowej sieci przemysłowej w zastosowaniach mobilnych lub innych? Jeśli tak, daj mi znać o swoich doświadczeniach z nimi.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy dostępni 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

TSN: Wielki krok naprzód w ewolucji Ethernetu ... i tu już dziś

Dr Oliver Kleineberg
Ethernet od prawie trzydziestu lat służy operatorom sieci i podczas gdy na przestrzeni lat bardzo się rozwinął, to najbardziej „rewolucyjny” skok ewolucyjny pojawia się dokładnie w tej chwili. Nowe ulepszenie technologii nosi nazwę "Time-Sensitive Networking (TSN)". Mimo że jego potężne funkcje zwiększające wartość są nadal sprawdzane (bardzo skutecznie!) w sieciach testowych i demonstracyjnych, operatorzy sieci w rzeczywistości mogą zacząć korzystać z tej technologii od razu.

Lubię myśleć o TSN jako "Ethernet Plus", ponieważ jest to nie tyle "nowy" protokół, co wzmocnienie Ethernetu. TSN stoi na barkach czegoś bardzo skutecznego i udanego, a czyni go jeszcze lepszym.
Połącz odmienne sieci w jedno - z gwarancjami dostawy i pełną interoperacyjnością Kluczową wartością - którą dodaje TSN do zastosowań przemysłowych, jest zdolność do ujednolicania sieci, które były z konieczności oddzielne w przeszłości, dzięki czemu użytkownicy mogą cieszyć…

Wskazówki dotyczące prawidłowego podłączenia kabla VFD

Peter Cox
Ilość napędów o zmiennej częstotliwości we współczesnych obiektach przemysłowych znacznie zwiększyła się w ostatnich latach. Nic dziwnego - regulując prędkość i napięcie silnika, aby sprostać zmieniającemu się w czasie rzeczywistym zapotrzebowaniu procesowemu, VFD pomagają zapewnić cenne korzyści, takie jak zwiększona energooszczędność, dokładniejsza kontrola procesu i mniejsze zużycie kosztownych urządzeń. Niestety, korzystanie z VFD nie zawsze jest tak proste, jak po prostu podłączenie urządzenia do sieci.
Aby dowiedzieć się więcej o zaletach kabla VFD, pobierz nasz bezpłatny raport "The Case for VFD Cable to Achieve System Reliability and Safety".

Podłączenie kabla VFD nie jest tym samym co podłączenie standardowego kabla. Istnieje wiele mylnych informacji i nieporozumień związanych z tym faktem i, świadomie lub nieświadomie, często użytkownicy idą na "skróty" w procesie instalacji. A to może spowodować poważne problemy w Twojej działalności. Oto kilka ws…

Pytania dotyczące wdrażania Industrial IoT? IIC ma odpowiedzi.

Jeff Lund
Industrial Internet Consortium (IIC) to globalna organizacja działająca na rzecz przyspieszenia pomyślnego wdrażania narzędzi Industrial Internet of Things (IIoT) w organizacjach wszelkiego rodzaju. Została założona w marcu 2014 r. na podstawie porozumienia między AT&T, Cisco, General Electric, IBM i Intel i obecnie ma ponad 260 członków zlokalizowanych w 30 krajach, a setki innych, nie będących członkami, korzysta z jego zasobów.
Według organizacji, jej misja polega na "dostarczaniu godnego zaufania IIoT, w którym systemy i urządzenia na świecie są bezpiecznie połączone i kontrolowane, aby zapewnić transformacyjne wyniki". Inny opis stwierdza, że ​​"IIC to otwarta, neutralna ‘piaskownica’, w której przemysł, środowisko akademickie i rząd spotykają się, by współpracować, wprowadzać innowacje i stwarzać odpowiednie warunki." Oba opisy są moim zdaniem bardzo trafne. Korzyści, które zapewnia IIC, są ogromne - organizacja zauważa, że ​​chociaż Internet przem…