Aktuální vydání

celé číslo

04

2019

Plnicí a balicí stroje, výrobní logistika a správa skladových zásob

Průmyslové počítače, PLC

celé číslo

Honeywell OneWireless

Systém Onewireless od společnosti Honeywell je první bezdrátová provozní komunikační síť podle standardu ISA 100.11a připravená k řízení technologických procesů v průmyslu.
 
Systém OneWireless™ pomáhá dosáhnout co možná největší produktivity a spolehlivosti závodu, zlepšit jeho funkční i informační bezpečnost a zajistit shodu s legislativními požadavky. Jde o první komerčně dostupnou bezdrátovou síť využívající otevřený standard ISA 100.11a, vytvořený s ohledem na zvláštnosti automatizace zejména závodů a provozů se spojitými technologickými procesy.
 

Charakteristika systému OneWireless

 
Síť OneWireless přináší mnohem více než jen pouhou redukci nákladů na kabeláž. Jejím převratným přínosem je schopnost integrovat důležitá data do existujícího řídicího systému a nadřazených uživatelských programů při současném sdílením informací s dalšími síťově propojenými zařízeními a úlohami.
 
Systém OneWireless od firmy Honeywell umožňuje na základě provozních uzlů pro přístup do sítě, tzv. multinódů, vytvářet robustní rádiové sítě nejrůznějšího určení. Multinódy jsou základní stanice zajišťující bezdrátovou komunikaci a zároveň, díky vrozené schopnosti samovyhledávání, umožňující vytvářet redundatní samoopravné sítě s topologií mřížkového typu (mesh). Tato ojedinělá rádiová síť, schopná pracovat v prostředí s mnoha komunikačními protokoly nejrůznějších typů, propojuje zařízení standardu WiFi na jedné straně s průmyslovými vstupními a výstupními zařízeními na druhé straně. Její nejnovější verze R120 s první redundantní synchronizovanou bránou (gateway) v průmyslovém provedení, která propojuje rádiovou síť s běžnou kabelovou řídicí sítí v závodě, je dalším krokem na cestě k co největší spolehlivosti a provozní přizpůsobivosti tohoto komunikačního nástroje. Díky své krátké době odezvy a velké spolehlivosti je síť OneWireless vhodným nástrojem k rozšíření libovolné řídicí sítě o bezdrátovou část schopnou téměř okamžitě realizovat potřebné monitorovací i řídicí funkce. Hlavní přednosti sítě OneWireless jsou shrnuty v připojeném textu v rámečku.
 

Možnosti bezdrátové techniky

 
Bezdrátová technika umožňuje řešit úlohy dříve realizovatelné jen s velkými obtížemi, popř. vůbec nerealizovatelné, jakými jsou např.:
  • ekonomicky ospravedlnitelná instalace nových převodníků provozních veličin,
  • usnadnění a zjednodušení pohybu operátorů v procesu díky bezdrátovým mobilním stanicím,
  • zdokonalení zabezpečení závodu při použití videokamer s rádiovým přenosem,
  • redukce rizika nedodržení legislativních požadavků dálkovým sledováním výtoků odpadních vod nebo úložišť pevných látek a dalších vzdálených míst v závodě,
  • předcházení havarijním odstávkám cestou sledování vibrací rotačních zařízeních s možností predikovat opotřebení kritických komponent.
Základními provozními přístroji systému OneWireless jsou bezdrátové převodníky řady XYR™ 6000, které uživatelům umožňují získávat údaje a na nich založené informace z obtížně dostupných měřicích míst, a to i v prostředí s nebezpečím výbuchu, aniž by bylo nutné vést do těchto míst vodiče. Jde o případy, kdy vést kabel je příliš nákladné nebo technicky komplikované. Bezdrátové převodníky řady XYR 6000 komunikují s jedním nebo několika multinódy tvořícími síť s mřížkovou strukturou s vysokou úrovní dostupnosti i zabezpečení dat.
 
Řada XYR 6000 obsahuje převodníky pro měření teploty, absolutního tlaku, relativního tlaku, rozdílu tlaků, elektrického proudu i napětí a zpracování binárních signálů. Novinkami jsou převodníky pro sledování koroze a univerzální převodníky s možností kombinovat různé druhy I/O, jako je analogový vstup, termočlánek nebo elektrické napětí řádu milivoltů, binární vstup/výstup či dvouhodnotové signály. Dále je zde hladinoměr Honeywell Enraf SmartRadar FlexLine, nabízející novou úroveň přesnosti a provozní přizpůsobivosti v oblasti správy zásob kapalných produktů. Přístroj díky kombinaci nových vyhodnocovacích algoritmů a planární antény spolehlivě určuje polohu hladiny s přesností požadovanou při fakturačním měření (0,4 mm v nádrži o výšce 70 m). Není přitom třeba pokládat kabely ani používat doplňkový software – vše se provádí uvnitř systému OneWireless.
 
Přehled současné nabídky převodníků řady XYR 6000 je v tab. 1 a pohled na skupinu vybraných zařízení (včetně brány systému) je na obrázku v inzerátu na str. 23). Rozmanitost měřených veličin spolu s desetiletou výdrží vestavěných baterií a dosahem přístrojů s integrovanou anténou 600 m umožňují systému OneWireless splnit téměř jakkoliv složité požadavky.
 
Sítě OneWireless lze díky rozsáhlým komunikačním možnostem snadno začlenit do téměř jakéhokoliv nadřazeného systému třeba při použití některého ze standardních a běžně používaných rozhraní jako např. OPC, HART nebo Modbus (po sériové lince nebo TCP/IP). Přímého hardwarového přístupu k bezdrátově získávaným údajům lze z libovolného řídicího systému dosáhnout cestou konverze protokolů. Při použití integračního protokolu Honeywell CDA se řídicí systém Experion DCS zobrazí včetně rozšíření o redundantní systém OneWireless jako jeden komplexní celek.
 

OneWireless jako infrastruktura

 
V rámci infrastruktury vytvořené s použitím systému OneWireless, jejíž principiální schéma a možnosti uplatnění v samotném výrobním závodě jsou ukázány na obr. 1 a obr. 2, lze používat různé užitečné prostředky a postupy. Některé z nich budou v dalším textu stručně charakterizovány.
 
Mobilní operátorská stanice Honeywell je první bezdrátové zařízení usnadňující provozním pracovníkům přístup ke kritickým provozním údajům a informacím, historickým datům, grafům a dalším klíčovým funkcím, a tím výrazně zvyšující produktivitu jejich práce, zejména při pochůzkách v provozu. Mobilní stanice patří mezi výkonné přístroje poskytující spolehlivé informace z řídicího systému nejrůznějším vzdáleným uživatelům, kamkoliv a kdykoliv je třeba. Příslušné systémy jsou navrženy tak, aby přístup do systému měli běžní uživatelé intranetu i mobilní operátoři v rozsahu od monitorovacích režimů až po vstupy s vyšší úrovní zabezpečení bez ohledu na to, zda se stanice připojí přímo nebo při použití nástroje Honeywell eServer či přímého připojení stanice.
 
Nástroj OneWireless Equipment Health Monitoring (EHM) od společnosti Honeywell účinně chrání rotační zařízení a zabraňuje neplánovaným odstávkám. Základem je zde automatizovaná analýza vibrací jednotlivých strojů a zařízení spolu s automatizovaným vydáváním výstrah. Údaje předané do řídicího systému a do systému pro správu výrobních prostředků jsou pro operátory a údržbáře zdrojem informací potřebných k určování termínů údržby, k zajišťování náhradních dílů a k optimálnímu využití disponibilní pracovní síly.
 
Název IntelaTrac®PKS je označení integrovaného souboru programových a technických prostředků pro bezdrátový sběr dat v procesu a inteligentní správu výrobních prostředků. Jde o první systém pro sběr provozních údajů umožňující uživateli integrovat údaje získávané v provozu s údaji z mnoha dalších zdrojů nacházejících se v systémech pro řízení technologických procesů, v systémech řízení výroby a v informačních systémech podniku.
 
Přístroj OneWireless Gauge Reader od společnosti Honeywell (obr. 3) se jednoduše nacvakne na čelní stěnu stávajícího ukazovacího přístroje a poté umožňuje na dálku bezdrátově odečítat jeho údaj. Instalace zabere několik minut a nevyžaduje žádné další jinak běžné úkony jako přerušení chodu procesu, odmontování původního ukazovacího přístroje, odstranění starého těsnění, montáže nového převodníku, zkoušky těsnosti, instalace kabeláže apod. K dispozici jsou adaptéry různých velikostí vhodné pro manometry, ručičkové teploměry, vakuometry a další typy ukazovacích přístrojů většiny běžných provedení.
 

Závěr

 
Systém OneWireless je jediná standardizovaná průmyslová rádiová komunikační síť splňující všechny současné i budoucí požadavky uživatelů v průmyslu a chránící jejich vynaložené investice – je univerzální, jednoduchá a výkonná.
(Honeywell, spol. s r. o.)
 
Obr. 1. Principiální schéma současných možností systému OneWireless jako infrastruktury (FTE – Fault Tolerant Ethernet, HILS – Hardware in the Loop System)
Obr. 2. Možnosti uplatnění sítě OneWireless v závodě
Obr. 3. Přístroj OneWireless Gauge Reader k instalaci na existující ukazovací přístroje
 
Tab. 1. Nabídka převodníků XYR 6000 systému Honeywell OneWireless
 

Základní vlastnosti rádiové sítě OneWireless

(další podrobnosti lze nalézt v článku ISA 100.11a zcela odstraňuje potřebu standardu WirelessHART na str. 16–19pozn. red.)

Spolehlivost:
  • redundantní synchronizovaná brána zálohuje síť od uzlů pro přístup do sítě až po hostitelský systém,
  • navzájem komunikující multinódy řady OneWireless (uzly pro přístup do rádiové sítě) vytvářejí velmi spolehlivou, samoopravnou komunikační síť s topologií mřížkového typu (mesh).
Přizpůsobivost a rozšířitelnost:
  • stupeň zabezpečení každého jednotlivého multinódu je nastavitelný uživatelem,
  • použití multinódů jako uzlů pro přístup do sítě nebo redundantních bran mezi sítěmi,
  • jeden server typu OneWireless podporuje současně až 40 multinódů.
Nízké celkové náklady (TCO)
  • použitím jediné sítě ke sběru dat současně z převodníků i ze zařízení s rozhraním WiFi a Ethernet se dosáhne snížení nákladů o 30 % i více,
  • směrováním toku dat při použití páteřního vedení lze efektivně využít energii obsaženou v bateriích instalovaných v bezdrátových zařízeních a dosáhnout dlouhé doby jejich provozního života.