Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo

ProSoft Technology – vyzařovací kabel a bezdrátový I/O systém

Společnost ProSoft Technology na své tiskové konferenci uvedla na trh dva výrobky zaměřené na bezdrátovou komunikaci. Prvním je distribuovaný vstupně-výstupní systém, který je plně bezdrátový. Společnost ProSoft Technology se rozhodla jít cestou, kdy při koupi zákazník obdrží rovnou dva výrobky v páru, které jsou předem naprogramované, a jediné, co musí udělat, je zapojit je do zásuvky. Druhým výrobkem je vyzařovací kabel. Ten umožňuje dostupnost rádiového signálu i v místech, kde je to jinak obtížně realizovatelné. Své využití nalezne především podél tras, kde se pohybují stroje či vozíky. Nabízí tak jednoduché řešení při zahlcení elektromagnetických frekvencí v areálu podniku.

 

Bezdrátové vstupně-výstupní systémy

Tradiční metody realizace bezdrátového I/O systému využívají rádiové vlny a Ethernet. Tento model ve většině úloh funguje dobře, nicméně údržba a zavádění takových systémů mohou být časově náročné procesy spojené s velkými náklady. Bezdrátový I/O systém od společnosti ProSoft Technology minimalizuje náklady, výpadky a drahé prostoje během instalace sítě.
 
Jaký je rozdíl mezi bezdrátovým I/O systémem firmy ProSoft a tradičním I/O systémem?
 
U tradičního distribuovaného I/O systému je použit bezdrátový Ethernet. Síť bezdrátového Ethernetu je nutné na místě řídit a spravovat. To však neplatí pro bezdrátový I/O systém od firmy ProSoft Technology, který využívá zjednodušenou podobu bezdrátové komunikace navrženou pro spolehlivé a zabezpečené propojení dvou míst (obr. 1). Na rozdíl od tradičního modelu systém od firmy ProSoft nevyžaduje žádné programování nebo konfigurování síťového protokolu. Zařízení jsou prodávána v páru, již naprogramovaná, aby komunikovala právě spolu. Signál je zabezpečen 128bitovým klíčem AES, aby bylo zajištěno, že se k informaci dostanou opravdu pouze tato dvě zařízení. Individuální I/O moduly mohou číst digitální signál 24 V DC a analogový 0 až 10 V nebo 4 až 20 mA. Digitální modul má čtyři vstupy a čtyři výstupy, zatímco analogový má pouze dva vstupy a dva výstupy. Každý I/O systém může obsahovat až šestnáct modulů, v důsledku čehož pak jde o až 32 digitálních nebo šestnáct analogových I/O.
 

Kabel jako anténa

Proč by někdo chtěl, aby se kabel choval jako anténa? Přece jen bylo věnováno mnoho let výzkumu a vývoji, aby kabely byly odstíněny a nevysílaly do okolí žádné elektromagnetické vlny. Ukázalo se však, že vyzařovací kabel, tedy kabel, který je využit jako anténa, může mít široké uplatnění, a to nejenom v průmyslu. Jeho nejčastější implementací jsou těžko přístupná místa, kde běžné antény selhávají či kde je třeba signálem pokrýt dlouhou trasu, jako je např. tunel.
 
Co je to vyzařovací kabel?
 
Vyzařovací kabel je v podstatě dlouhá, flexibilní anténa se sloty pro vysílání radiofrekvenčních signálů (obr. 2). Tento kabel může být instalován do tunelů, podél železnice či do rozlehlé a členité továrny. Tedy všude, kde by zavádění běžných antén bylo nemožné či velmi obtížné.
 
Typický koaxiální kabel je izolován kovovým pláštěm tak, aby z kabelu neunikal žádný elektromagnetický signál. Díky tomu lze dosáhnout kvalitního spojení a zabránit interferenci s rádiovými frekvencemi v okolí. Bez kovového pláště by se kabel choval přesně jako anténa a šířil by signál vzduchem. Těm, co pamatují analogové kabelové televize, je možná známý jev, kdy bylo vidět na určitém kanálu obraz „ducha“. Místo pouhého příjmu videosignálu z koaxiálního kabelu byl přijímán také signál vzduchem, který byl vyzařován špatně stíněným koaxiálním kabelem.
 
Stejný princip, který kdysi způsoboval „rozmazanou televizi“, se vrací zpět, tentokrát ovšem s úmyslným vyzařováním signálu. Rozdíl mezi špatně izolovaným kabelem a vyzařovacím kabelem je ten, že kabel k vyzařování určený je vyráběn se sloty, které umožňují vysílání signálu na specifické frekvenci. Kabel je navržen tak, aby přijímal a vysílal signál pouze o určené frekvenci a všechny ostatní frekvence odstiňoval, aby nedocházelo k rušení.
 
Další výhodou vyzařovacích kabelů je schopnost přivést rádiový signál na libovolné místo. Jelikož se používání bezdrátové komunikace stále rozšiřuje, továrny začínají být přehlcené všemožnými rádiovými signály se společnými frekvencemi, což způsobuje potíže výrobcům, kteří bezdrátovou komunikaci musí použít. S vyzařovacím kabelem však může velké množství zařízení komunikovat bezdrátově bez jakýchkoliv problémů. Vyzařovací kabel totiž vysílá signál pouze jedním určitým směrem na předem stanovenou a fixní vzdálenost. Zatímco podniková síť WiFi posílá data každému, kdo naslouchá, vyzařovací kabel může komunikovat pouze s žádoucími zařízeními.
 
Největší výhoda vyzařovacího kabelu tkví v téměř neomezené flexibilitě. Kabel může vést podél libovolné cesty, aby poskytl bezdrátový přenos dat v místě, kam se signál běžné antény nedostane. Jedno z prvních využití tohoto kabelu bylo uvnitř silničních a železničních tunelů. V průmyslu kabel najde využití např. v členitém skladišti s mnoha železnými stojany a zařízeními, od kterých se rádiové vlny odrážejí, nebo podél montážní linky.
 

Závěr

Distribuované I/O systémy ProSoft jsou jednoduché řešení, když zákazník nechce platit navíc za údržbu a spravování sítě. Systém lze snadno implementovat na libovolné zařízení. Poradí si jak s analogovým, tak i s digitálním signálem a navíc je modulární, přičemž umožňuje rozšíření až na šestnáct modulů.
 
Vyzařovací kabel poskytuje konzistentní tok dat na těžce dostupných místech. Nezahlcuje rádiové frekvence, jelikož vysílá jenom v místech, kde je signál zapotřebí. Výhodné je zavedení těchto kabelů především tam, kde se pohybují stroje po předem dané trase. Vyzařovací kabely mají být např. použity na trase A pražského metra k poskytnutí mobilního připojení cestujícím v tunelech.
[Tiskové zprávy ProSoft Technology 2016.]
Josef Černý
 
Obr. 1. Bezdrátový I/O systém ProSoft využívá místo běžné sítě WiFi proprietární spojení bod-bod
Obr. 2. Vyzařovací kabely obsahují sloty – „okénka“, která vyzařují signál dané frekvence