•  

Беспроводная связь и автоматизация

14/07/2013

Однако сфера автоматизации фундаментально отличается от бытовой электроники: для автоматизации важна надежная, долговременная доступность, защита инвестиций и, что не менее важно, качество промышленной продукции. Это относится не только к оборудованию, но и к программному обеспечению и технической поддержке. Какую технологию выбрать? Какой тип передачи будет оптимальным и обеспечит максимальные технические и экономические преимущества? Эти вопросы приходится задавать себе и производителям и пользователям. Однако факт заключается в том, что нет технологии, соответствующей всем требованиям на 100 %.

Оптимальная беспроводная технология для каждой области применения
Далее мы подробнее рассмотрим применение беспроводной связи в сфере автоматизации в отношении пользователей, оставляя в стороне обычную структуру автоматизации.

Широкомасштабная автоматизация
На «широкомасштабном» уровне выбор очевиден. Здесь используются существующие беспроводные сети мобильной связи. Сети GSM/GPRS есть везде и они обладают превосходной доступностью. На этом уровне установка и обслуживание соответствующей сетевой инфраструктуры чрезмерно дороги, а во многих странах также запрещены юридически. Способ применения технологии беспроводной мобильной связи зависит от конкретного случая использования. Например, если в одном приложении визуализации необходим доступ через Интернет, то в других случаях достаточно электронной почты и сообщений SMS. В таких случаях используются только обычные, ориентированные на пакеты услуги, т. е. необходимо платить лишь за объем реально переданных данных. Также следует отметить, что такие сети не только подходят для «классического» управления, например, в системах управления, но и позволяют поддерживать связь между системами (M2M), например, когда два контроллера должны обмениваться данными, физически оставаясь значительно удаленными друг от друга.

Локальная автоматизация
Ниже уровня «широкомасштабной» автоматизации находится уровень «локальной» автоматизации. Здесь необходимо проверять и разграничивать различные случаи использования станков и установок. Если установка должна быть интегрирована в существующую сеть (управление), то практически есть только один вариант – технология WLAN/WiFi (IEEE 802.11), позволяющая на «последней миле» использовать проводные соединения, т. е. Ethernet. Однако если достаточно более узкой полосы частот или если требуются только двухточечные соединения, то можно использовать и другие технологии. 

Автоматизация оборудования и производств
На уровне «оборудование/производство» находятся отдельные станки и элементы установки. WLAN/WiFi и Bluetooth – единственные технологии, которые можно использовать в ИТ-среде без необходимости установки проприетарного программного обеспечения или дополнительного оборудования на подключенных к сети ПК. 
Полевой уровень
«Полевой» уровень расположен ниже других. Здесь высокие скорости передачи данных и пропускная способность данных не так критичны, кроме нескольких приложений, для которых требуется постоянная (и быстрая) связь в реальном времени. На этом уровне важны простота установки и ввода в эксплуатацию, низкие энергетические требования и высокая надежность. Кроме упомянутого выше решения Zigbee здесь возможно применение нескольких других очень интересных технологий: Z-Wave и EnOcean. Если Z-Wave является прямым конкурентом Zigbee, то технология EnOcean нашла свое применение в автоматизации помещений и зданий. В основе EnOcean лежит тот факт, что когда датчик регистрирует измерения, меняется его энергетическое состояние. При нажатии кнопки или изменении температуры производится достаточно энергии для передачи радиосигнала на расстояние до 300 метров (на открытом пространстве). Данный протокол беспроводной связи разработан для передачи информации с низкими энергозатратами, но с высоким уровнем безопасности.

Недостатки
Было бы слишком хорошо, если бы все технологии всегда работали по принципу Plug & Play. К сожалению, это не так. На практике могут неожиданно возникать различные проблемы и препятствия. Большинства их них можно избежать путем тщательного мониторинга окружающих условий перед вводом системы в эксплуатацию. 

Saia®PCD и беспроводная связь
Поддержка в Saia®PCD открытых стандартов и его многосторонние возможности связи всегда были важными отличительными свойствами данного контроллера. 
* ЭМИ – обозначает эффективную мощность излучения антенны 
** Время занятости характеризует относительный период времени использования канала, которое ограничено в нескольких частотных диапазонах.