Беспроводные промышленные сети

Протокол IEEE 802.11 в промышленной автоматике – преимущества и ограничения

Стандарт IEEE802.11 как наиболее популярный среди протоколов для беспроводных сетей используется в офисах как «вставка» в проводной канал и как способ доступа в Internet. До недавнего времени применению этой технологии в промышленной автоматике мешала низкая и труднопредсказуемая надежность подобной связи. Это и понятно, ведь для упрощения внедрения технологии IEEE 802.11 создатели предусмотрели невысокую мощность передатчика и не самую «пробивную» частоту. Поэтому до сих пор применение технологии IEEE 802.11 ограничивается лишь мониторингом не опасных процессов, где потеря связи даже на минуту не критична. А на производстве сплошь и рядом мощные электромагнитные поля, преграды, непроницаемые для радиосвязи и т.п.

Применение беспроводных решений для промышленности оправдано, если:

-помехи не высоки и позволяют в 99% держать связь;

-потеря связи на 5…10 с не критична;

-проводная связь невозможна из-за высокой стоимости или мобильности компонент в системе управления.

Мобильность и расстояния – это признаки, прежде всего, логистических комплексов. Расстояния без мобильности – охранные системы и системы видеонаблюдения. Помимо складских терминалов такие же условия функционирования характерны для открытой разработки полезных ископаемых и на стройплощадках. Однако низкий уровень автоматизации этих отраслей позволяет лишь «мониторить», но не управлять.

Усложнение, резкое увеличение товарных потоков во всем мире привело к взрывному росту и переоснащению логистических комплексов. Крупный склад, портовый узел ежесуточно обрабатывает сотни тысяч единиц разного рода предметов и без единой информационной сети работать не может. Особенностью логистических комплексов является наличие множества подвижных объектов – погрузчиков, работа которых требует постоянной информационной поддержки.

Таким образом, задача по модернизации информационной сети крупного склада (порта) выглядит так:

-комплекс размещен на площади более 100 Га

-предметы находятся как в помещении, так и на открытых контейнерных площадках; они перемещают при помощи погрузчиков, на каждом --есть терминал, постоянно связанный со всей информационной системой складского комплекса;

-погрузчики могут работать как в автоматическом режиме (без оператора), так и с оператором;

-обновление информации на терминале может быть и периодическим и по запросу и в on-line;

-по территории размещены «точки доступа» так, чтобы обеспечивать максимальное покрытие, минимизировать площадь участков, недоступных для связи.

Или, другими словами, требуется включить подвижные объекты в информационную сеть комплекса.

Для решения подобных задач компания МОХА разработала свой набор оборудования и ПО, реализовав схему «роуминга» (известную в сотовой телефонии) для информационных сетей меньшей распределенности. Предложенное решение достаточно просто. Помимо обмена информацией погрузчики и точки доступа постоянно тестируют качество связи, при этом погрузчик каждый момент времени привязывается к той точке, качество связи с которой наилучшее. Опрос каналов связи проходит периодически, и в каждый момент времени погрузчик «общается» только с одной точкой доступа. Происходит постоянное динамическое переключение с одной точки на другую. Рассмотрим список устройств, необходимых для оснащения «подвижной» части складского комплекса.

1. Nport W2150 Plus – беспроводной Ethernet сервер последовательных устройств. Именно микропрограмма этого устройства и реализует функцию «роуминга», выбирая наиболее походящую по условиям связи точку доступа.

2. Терминал или компактный компьютер, для транспорта. Здесь можно рекомендовать серию TREK панельных компьютеров с 10” сенсорным экраном. Если же погрузчики работают без оператора – вполне подойдет компактный компьютер серии eBox.

3. Оборудование для точки доступа, можно брать произвольное, лишь бы технические характеристики соответствовали условиям применения.

10.Omron CompoBus/S

Протокол CompoBus/S - это разработка фирмы OMRON. Сеть представляет собой двух или четырех - проводную линию с ответвлениями и терминалами ввода/вывода. Время опроса 32 узлов происходит менее 0.5 сек. Compobus/S позволяет работать с аналоговыми синалами. Широкий набор терминалов позволяет построить распределенную систему управления локальными участками за минимальное время с максимальной эффективностью. Мастер модули Compobus/S имеются в ряду модулей всех типов контроллеров ОМРОН.

-Подключение до 32 узлов;

-Скорость передачи данных до 750 кбод;

-Расстояние коммуникационного обмена до 500 м;

-Количество точек ввода / вывода до 256;

-Время опроса узлов сети до 0.5 мс;

-Широкий набор терминалов ввода/вывода;

-Терминалы связи с датчиками;

-Поддержка аналоговых сигналов.

Контрольные вопросы:

1. Основные принципы построения сети?

2. Трехуровневая система АСУ ТП?

3. Что такое промышленные сети верхнего уровня?

4. Требования предьявляемые к промышленным сетям верхнего уровня?

5. Что такое термин fieldbus?

6. Особенности промышленных компьютеров?

7. Три основных режима обмена данными?

8. Надежность функционирования систем АСУ ТП?

9. Технологии ASI,?

10. Основные характеристики AS интерфейса?

11. Основные компоненты промышленной сети на базе AS интерфейса?

12. Кабельная система AS интерфейса?

13. Подключение оконечных устройств?

14. Ведущие устройства и шлюзы?

15. Вспомогательные устройства?

16. Примеры устройств со встроенным AS интерфейсом?

17. Протокол CAN?

18. Протокол HART?

19. Системное подключение и топология?

20. Метод передачи данных HART протокола?

21. Реализация HART протокола?

22. Примеры интеллектуальных HART устройств?

23. Способы подключения приборов с HART интерфейсом?

24. Протокол LON?

25. Спецификация Interbus?

26. PROFIBUS?

27. Протокол PROFIBUS-DP?

28. Протокол PROFIBUS-FMS?

29. Протокол PROFIBUS-PA?

30. Каналы связи?

31. Что такоеFOUNDATION FIELDBUS?

32. Общие черты протоколов PROFIBUS PA и FOUNDATION™ fieldbus?

33. Отличительные особенности протоколов PROFIBUS PA и FOUNDATION™ fieldbus?

34. Какая из технологий является открытой?

35. Какая из технологий наиболее широко используется?

36. Протокол WorldFIP?

37. Беспроводные промышлкнные сети?

38. Протокол CompoBus/S?

Дата добавления: 2015-07-14