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

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

Nowa parametryzacja - „IO-Link bez skomplikowanej części”

Artjom Bil Co to jest IO-Link? Technologia IO-Link, oparta na standardzie IEC 61131-9 dla sterowników programowalnych, umożliwia komunikację między inteligentnymi czujnikami, siłownikami i sterownikami PLC wszelkiego rodzaju. Odegrała ważną rolę w praktycznym gromadzeniu i monitorowaniu danych produkcyjnych. Ten nieoceniony przepływ informacji daje producentom możliwość ciągłego dostrajania swojej działalności, optymalizacji jakości i wydajności oraz minimalizacji przestojów. Jako taka jest podstawową potrzebą komunikacji na poziomie lokalnym i umożliwia przejrzystość danych w ramach Przemysłowego Internetu Rzeczy . Można by pomyśleć, że operatorzy przemysłowi pokochaliby technologię IO-Link . Niestety, w rzeczywistości jest to stosunek miłość/nienawiść. Wielu użytkowników uważa, że ​​technologia IO-Link jest świetna, dopóki nie będą musieli zarządzać bibliotekami parametrów urządzeń IO-Link w sieci. Może to stać się bardzo skomplikowane, a użytkownicy lub nabywcy zb

W jaki sposób wibracje, hałas i przesłuch mogą powodować przestoje

Jeremy Friedmar Trudne środowiska wymagają wytrzymałych produktów Wibracje i hałas są powszechne w środowiskach przemysłowych, takich jak produkcja i transport kolejowy. Huk linii montażowych może zakłócać transmisję danych, a złącza mogą stać się luźne. Zastanów się, ile wibracji występuje, gdy wagon jedzie do miejsca docelowego. Środowiska takie jak te wymagają solidnego produktu. Oto świetna analogia: jak absurdalnie byłoby, gdyby zespół rockowy ćwiczył w bibliotece? Byłoby to nie tylko zakłócające, ale całkowicie uniemożliwiałoby normalne funkcjonowanie. Wibracje i hałas w bibliotece byłyby nie do zniesienia dla osób pracujących w tej przestrzeni. W przypadku środowiska przemysłowego głównym skutkiem zarówno hałasu, jak i wibracji jest utrata sygnału. Ma to szczególne znaczenie w przypadku okablowania Ethernet ze względu na fakt, że może powstać wyższy bitowy poziom błędu, co jest szkodliwe dla sieci komunikacyjnej wymaganej dla czasu pracy bez przestojów. Wpł