Aktuální vydání

celé číslo

02

2024

Amper 2024

celé číslo

Bezdrátové převodníky Honeywell XYR 5000

číslo 6/2006

Bezdrátové převodníky Honeywell XYR 5000

Firma Honeywell uvedla v polovině roku 2005 na evropský trh novou řadu bezdrátových převodníků XYR 5000 (obr. 1). Jde o skupinu produktů určených pro měření a přenos údajů o procesních veličinách on-line, bez nutnosti kabelového propojení a externího napájení. Převodníky naleznou uplatnění tam, kde by nebylo možné realizovat síť snímačů propojenou kabely, kde by tato síť byla příliš drahá nebo časově náročná na instalaci. Vhodné jsou i pro provozy, které vyžadují časté změny rozvržení zařízení, pro aplikace se vzdálenými zařízeními nebo se zařízeními, u nichž je obtížně dostupný zdroj napájení. Bezdrátové převodníky XYR 5000 byly již dříve uvedeny na americkém trhu, kde pracují v rádiovém pásmu 900 MHz; u evropské verze těchto přístrojů je použito pásmo 869 MHz (ISM – Industrial, Science, Medical).

Bezdrátová komunikace

Jednou z hlavních výhod použití bezdrátové komunikace k přenosu dat je rychlá instalace a uvedení nového zařízení do provozu: délku odstávky spojenou s instalací bezdrátového zařízení, bez nutnosti instalace kabeláže, je možné zkrátit až na několik desítek minut. Převodníky XYR 5000 obsahují i vlastní napájecí zdroj, a není tedy nutné instalovat ani napájecí kabel. Nezávislost převodníků dává prostor ke snazší změně konfigurace celého výrobního zařízení. Přístroje jsou navíc schopny pracovat v širokém rozsahu tlaků i teplot okolního prostředí (od –40 do +85 °C); to jsou podmínky, ve kterých je použití kabelových spojení finančně velmi nákladné.

Spolehlivost přenosu dat

Rozhodující pro úspěšné použití bezdrátového přenosu dat jsou schopnosti odolávat rušení a bezpečně přenést signál na potřebnou vzdálenost. Data jsou sice u převodníků XYR 5000 přenášena mimo frekvence, které jsou používány GSM nebo běžnými radiostanicemi, rozmanité zdroje elektromagnetického rušení jsou ovšem, zejména v průmyslových podmínkách, všudypřítomné.

Obr. 1.

Obr. 1. Bezdrátové převodníky Honeywell XYR 5000

Aby při komunikaci nevznikaly interference signálů, používají převodníky XYR 5000 metodu rozmítání spektra FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Integrita přenosu dat je při použití této metody zajištěna průběžnými změnami frekvence nosné vlny za využití pásu spektra v okolí základní přenosové frekvence. Bezdrátová komunikace mezi zařízeními je tak zabezpečena kromě rušení mj. i proti případnému odposlechu. Spolehlivost je u převodníků XYR 5000 navíc podpořena použitím přenosu signálu s potvrzením a doplněním přenášených datových bloků kontrolním součtem CRC (Cyclic Redundancy Check).

Řada Honeywell XYR 5000

Skupina produktů Honeywell XYR 5000 obsahuje převodníky pro přesné měření tlaků (přetlaku, absolutního tlaku a diferenčního tlaku) a teploty (odporové teploměry a termočlánky). Pro monitorování nespojitých veličin jsou k dispozici i jednotky vhodné pro přenos binárních signálů z kontaktů a spínačů (např. signálu o dosažení maxima od hladinového spínače v nádrži). Pro sběr přenášených údajů a jejich přenos do řídicího systému jsou určeny základnové stanice.

Díky výrobkům řady XYR 5000 lze navíc bezdrátovým přenosem dat doplnit i zařízení vybavená klasickými snímači. Součástí řady totiž jsou analogová rozhraní vybavená 24bitovým A/D převodníkem, ke kterému lze připojit standardní senzory využívající napěťové (0 až 10 V) nebo proudové (4 až 20 mA) smyčky. Tyto převodníky jsou kromě toho vybaveny systémem Smart Response Manager, díky kterému se mohu vhodně adaptovat na měřený proces. Uživatel má možnost zadat prahové hodnoty, při jejichž překročení se automaticky upraví frekvence vzorkování i datových přenosů.

Všechny přístroje jsou svým robustním provedením určeny pro průmyslové podmínky (kryt je z vysoce nárazuodolného plastu Lexan, přístroje jsou certifikovány na odolnost proti nárazu 6g). Kontrolní systém zabudovaný v převodnících průběžně monitoruje provoz zařízení a okamžitě hlásí parametry mimo rozsah specifikace. Pro prostředí s nebezpečím výbuchu je základnová stanice certifikována podle ATEX EEx d IIC T5, T6 a převodníky mají certifikát ATEX EEx ia IIC T4, T5, T6.

Struktura sítě

Základní bezdrátová měřicí síť je složena z prvků XYR 5000, které přenášejí signál do rádiové základny spojené s řídicím systémem, popř. se systémem sběru dat, přičemž každá základnová stanice je schopna přijímat signály z až 48 převodníků. Pro snadnou integraci do řídicího systému jsou základnové stanice vybaveny modulem rozhraní RS-485 používajícím protokol Modbus RTU nebo modulem analogového výstupu do proudové smyčky 4 až 20 mA. Celý měřicí a komunikační systém je navržen tak, aby spolupracoval s řídicími systémy, jako je např. Honeywell Experion PKS.

Síť převodníků může být spravována prostřednictvím počítačového programu Honeywell XYR 5000 Wireless Configuration Tool (k dispozici pro Win 98 SE, Win 2000, Win XP), který v reálném čase zaznamenává a poskytuje informace o systému a nabízí i potřebné vizualizace měřených hodnot. Jeho prostřednictvím lze učinit on-line případné změny konfigurace všech připojených bezdrátových převodníků. Parametry převodníků je možné měnit i přímo na jednotlivých vysílačích: každé zařízení včetně základnové stanice je pro změny své konfigurace vybaveno dvěma membránovými tlačítky a sedmimístným displejem LCD. Takto nastavenou konfiguraci zařízení lze zabezpečit heslem.

Parametry bezdrátových převodníků řady XYR 5000

Evropská verze převodníků XYR 5000 komunikuje v bezlicenčním pásmu 869,40 MHz až 869,65 MHz. Převodníky periodicky přenášejí naměřené hodnoty do základnové stanice. Perioda cyklu je nastavitelná v rozsahu od 5 do 60 s, rychlost přenosu dat je u převodníků 4,8 kb/s. Výkon vysílače je maximálně 10 mW.

Maximální dosah bezdrátové komunikace většiny převodníků v ideálním případě (přímá viditelnost mezi převodníkem a základnovou stanicí) činí zhruba 600 m, je však ovlivněn lokální konfigurací pracoviště. Z pohledu elektromagnetického rušení jsou převodníky schopny operovat v rušivých polích o frekvencích od 80 do 1 000 MHz a o intenzitě do 30 V/m.

Splňují normu EN 50082-1 Elektromagnetická kompatibilita a EN 55011 Meze a metody měření charakteristik elektromagnetického rušení.

K napájení jsou použity 3,6V lithiové baterie velikosti C, jejichž předpokládaná životnost je tři až pět let. V převodnících je integrován kontrolní a diagnostický softwarový a hardwarový systém, který mj. monitoruje i stav baterie a je schopen upozornit obsluhu na riziko jejího vybití.

Převodníky pro měření teploty a tlaku mají přesnost až ±0,1 % v celém rozsahu měření při referenčních podmínkách, přesnost převodníků pro měření diferenčního tlaku je ±0,2 %. Navíc je uživateli umožněno zadat vlastní korekci offsetu, popř. upravit charakteristiku čidla jedno- nebo dvoubodovou korekční křivkou.

Závěrem

Bezdrátové převodníky řady Honeywell XYR 5000 jsou soběstačné měřicí jednotky vhodné zejména pro aplikace, ve kterých je obtížný přístup k měřicímu místu, kde se měřicí místo nachází v náročných podmínkách, popř. v situacích, ve kterých je často měněna prostorová konfigurace provozu. Více informací o těchto výrobcích lze nalézt např. na stránkách firmy Honeywell v sekci bezdrátových převodníků http://content.honeywell.com/imc/fi/wirelessTransmitters/ nebo na adrese uvedené za článkem.

(pb)

Honeywell, spol. s r. o.
Budějovická 1
140 21 Praha 4
kontaktní osoba: Ing. Antonín Pospíšil
tel.: +420 242 442 205
e-mail: antonin.pospisil@honeywell.com