Aktuální vydání

celé číslo

11

2020

Systémy řízení výroby a výrobních podniků

Elektrické, pneumatické a hydraulické pohony

celé číslo

Bezdrátová komunikace v průmyslu s novým, rychlým standardem

Od nedávné doby je pro bezdrátovou komunikaci v průmyslu zaváděn nový komunikační standard podle normy IEEE 802.11n s větší rychlostí a spolehlivostí přenosu, popř. také v kombinaci s centrální řídicí jednotkou systému WiFi. 

Mobilní bezdrátová komunikace získala na významu zejména v posledních deseti až patnácti letech díky rychlému nástupu cenově dostupné techniky. Současně s využitím Ethernetu jakožto komunikačního standardu se průmyslová bezdrátová komunikace podle standardu IEEE 802.11 prosadila snad ve všech oblastech průmyslu. Typickými úlohami jsou např. sběr dat z výrobních strojů, připojení mobilních operátorských panelů a servisních PC/PG i vlastní řízení výrobních strojů a jejich částí. Význam bezdrátové komunikace nadále poroste a ani vývoj techniky se nezastavil. V současné době nabývá v průmyslu na významu nový, rychlejší komunikační standard podle normy IEEE 802.11n, popř. v kombinaci s centrální řídicí jednotkou WiFi.

Dobré zkušenosti z dosavadních instalací

Možnosti dosažitelné při využití bezdrátové komunikace v oboru řízení strojů lze ukázat na mnoha úspěšných instalacích. Při použití např. komunikačního protokolu Profinet IO založeného na standardu průmyslového Ethernetu, lze bezdrátově řídit a ovládat nejrůznější mobilní zařízení a jejich části. Pro tento typ úloh je nezbytné mít k dispozici vedle standardních protokolů kategorie WiFi také soubor vlastností a protokolů určených pro průmyslové prostředí, tzv. iFeatures. Ten umožňuje přizpůsobit komunikační systém k použití při řízení a v dopravě, zejména s ohledem na potřebu cyklické komunikace a rychlého přechodu (roaming) mezi přístupovými body.

Existuje mnoho instalací po celém světě, nicméně jako příklad popsaný v českém tisku lze uvést úspěšnou rekonstrukci kovacího jeřábu v závodě Pilsner Steel v Plzni (viz článek Profinet přes průmyslovou bezdrátovou síť [1]). Další detaily a příklady týkající se bezdrátové techniky a využití speciálního systému antén RCoax při řízení nejrůznějších podvěsných dopravníků jsou v článku Bezdrátová komunikace v aplikacích automobilového průmyslu [2]. V něm popsaný způsob řízení je typický nejen pro dopravníky na montážních linkách v automobilovém průmyslu, ale i pro šachty nákladní výtahů, dopravníky v betonárnách apod.

Jinými úlohami často řešenými pomocí sítě IWLAN jsou bezdrátový sběr dat z výrobních strojů nebo připojení mobilního servisního a operátorského zařízení v rámci technologické linky. Zde není požadována cyklická komunikace, ale je nutné spolehlivě pokrýt daný prostor. S množstvím překážek a kovových konstrukcí se lze obvykle vyrovnat použitím většího počtu přístupových bodů (access point) a vhodných všesměrových a sektorových antén. V některých úlohách může také existovat zásadní požadavek na umístění přístupového bodu v prostředí s nebezpečím výbuchu (ATEX do zóny 2), tak jako v případě nového závodu firmy Jan Becher – Karlovarská Becherovka [3].

Prostor pro nový standard

Uvedené úlohy by nyní bylo možné s výhodou realizovat při použití nové techniky založené na standardu IEEE 802.11n, jehož přínosem je zejména větší přenosová rychlost (podle normy 300 až 600 Mb/s) a, díky dalším vlastnostem použité normy, také obecně větší spolehlivost přenosu (obr. 1).

Pro své vlastnosti nalezne nový standard uplatnění zejména při plnění požadavku na videozáznamy (např. z kamerových systémů), přenos hlasu (VoIP-telefonie) nebo případy logistických úloh, při realizaci výrobních informačních systémů (MES) atd. Toto vše lze nově a s výhodou realizovat pomocí bezdrátového připojení, a to i z velmi rozsáhlých ploch.

Se stále se zvětšujícím počtem použitých přístupových bodů roste složitost jejich správy. Proto lze pro větší instalace (např. již od deseti přístupových bodů doporučit po­užití přístupových bodů ovládaných centrální řídicí jednotkou WiFi. Takové instalace jsou typické pro nejrůznější logistické úlohy, pokrytí venkovních skladovacích prostor výrobních závodů, ploch letišť a jiné veřejné infrastruktury.

Široká nabídka společnosti Siemens

Společnost Siemens si je vědoma rozmanitých požadavků provázejících využívání bezdrátové komunikace v rozličných průmyslových odvětvích a úlohách. Skupina produktů Siemens Scalance W pro bezdrátovou komunikaci obsahuje jak přístroje umožňující splnit požadavky na rychlou cyklickou komunikaci a rychlý roaming (moduly s označením Scalance W78x-yRR), tak i přístroje s velkou přenosovou rychlostí podle standardu IEEE 802.11n (moduly Scalance W788 RJ45/
/M12 a W786) s charakteristikou 3 × 3 MIMO (až 450 Mb/s). Nově jsou k dispozici také přístupové body s označením „C“ (Scalance W78xC), určené pro sítě IWLAN s centrální řídicí jednotkou Scalance WLC711 (obr. 2). To vše v odolném a osvědčeném průmyslovém provedení (obr. 3).

Produkty společnosti Siemens pro bezdrátovou komunikaci v průmyslu jsou díky svému koncepčním pojetí a uplatnění nejnovějších technologií a standardů vhodné k použití nejen v oboru samotné automatizace, ale i ve velmi širokém spektru jiných úloh v mnoha průmyslových odvětvích.

Literatura:

[1] –: Profinet přes průmyslovou bezdrátovou síť. Automa, 2011, roč. 17, č. 4, s. 57. Dostupné na: <http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=43432>.

[2] ŠEVČÍK, V. – RŮŽIČKA, M: Bezdrátová komunikace v aplikacích automobilového průmyslu. Automatizace, 2009, roč. 52, č. 4, s. 250–251. Dostupné na: <http://www.automatizace.cz/article.php?a=2510>.

[3] –: Řízení výroby likérů ve společnosti Jan Becher – Karlovarská Becherovka. Industry fórum, 2011, č. 1, s. 8, Siemens 2011. Dostupné na: <http://www1.siemens.cz/ad/current/content/data_files/o_divizi_ad/_publikace/industry-forum_01-2011_cz.pdf>.

 

Ing. Vladimír Ševčík, Siemens, s. r. o.

Obr. 1. Porovnání dosavadních technik přenosu s principem nové normy IEEE 802.11n

Obr. 2. Přehled produktů Scalance W pro sítě IWLAN

Obr. 3. Nové produkty rodiny Scalance W podporující standard IEEE 802.11n mají osvědčené odolné průmyslové provedení