Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
V mnoha moderních úlohách průmyslové automatizace jsou využívány bezdrátové prostředky pro přenos hodnot fyzikálních veličin, údajů o stavu technologie či pro komunikaci mezi programovatelnými automaty. Pro realizaci bezdrátových lokálních sítí jsou s oblibou volena tzv. bezlicenční pásma, zejména 869 MHz, 1,9 GHz či standard WiFi (IEEE 802.11b, g). Článek popisuje univerzální, modulární radiomodem Gemini pro všechna tři uvedená pásma.
Neobvyklá modularita
Výhodou modemů Gemini je zejména jejich modularita. Každý modem lze osadit až čtyřmi samostatnými kartami binárních nebo analogových vstupů a výstupů, komunikačních linek RS-232 (485) či např. vstupů pro tenzometrické snímače. Karty lze i vzájemně kombinovat, takže je možné současně přenášet v rádiové síti např. 24 binárních vstupů nebo výstupů spolu s údaji z osmi teploměrů a data po sériové lince mezi jednotkami PLC. Tyto informace mohou být určeny pro všechny modemy Gemini v síti nebo mohou být adresovány pouze některým z nich. Všechny karty mají plné galvanické oddělení od systému.
Výhodou je vestavěný displej s klávesnicí, který umožňuje měnit nastavení, provádět adresování v síti a podává přehled o komunikaci. I bez rozšiřujících karet obsahuje každý modem Gemini rozhraní RS-232, RS-485 (s galvanickým oddělením) a rozhraní USB.
Které pásmo?
Při výběru kmitočtu by se mělo vycházet z konkrétního projektu a požadavků na vlastní rádiový přenos. Obecně platí, že vyšší kmitočet zaručí větší imunitu proti rušení (způsobenému např. měniči frekvence, svařovacími agregáty, tyristory atd.), a tedy i lepší kvalitu a spolehlivost přenosu v průmyslovém prostředí.
V pásmu WiFi někdy nastávají problémy s příliš mnoha zařízeními využívajícími rozhraní WiFi či Bluetooth. Dochází k zarušení původně volných rádiových kanálů, což může vést i k zastavení provozu. Proto jsou modemy Gemini dodávány v provedení pro pásma 2,4 GHz pro sítě WiFi, ale i pro pásma 869 MHz a 1,9 GHz.
V pásmu 1,9 GHz využívá Gemini standard DECT ve frekvenčním pásmu 1 880 až 1 900 MHz. Dosah na volném prostranství je až 300 m, v průmyslové hale přibližně 80 m. Modem má přístup k libovolnému rádiovému kanálu. Když přijde požadavek na navázání spojení, modem automaticky vybere kanál, který nabízí nejvyšší kvalitu spojení. Komunikace je chráněna několika bezpečnostními prvky. To zaručuje spolehlivý provoz i v podmínkách silného rušení.
V pásmu 2,4 GHz působí Gemini jako mobilní klient sítě WLAN. Modem umožňuje přenášet data do sítě WLAN, tedy po bezdrátové síti Ethernet. Pro ochranu přenosu lze použít zabezpečení WEP 64, 128 bit a WPA podle standardu IEEE 802.11b. Přenosová rychlost je až 11 Mbit.
V pásmu 868 MHz má modem na volném prostranství dosah až 5 km a umožňuje přenášet data v těchto módech:
-
transparentní mód, funguje systémem dotaz-odpověď (podobně jako přenos po RS-485), popř. i s potvrzením příjmu,
-
multipoint – transparentní mód s potvrzením příjmu, s adresací jednotlivých stanic,
-
network – komunikace typu server-klient s adresací až na 32 stanic,
-
repeater (opakovač) – přijatá data předává na jiném kanálu; při retranslaci signálu dosah závisí na počtu opakovačů.
Parametry modemů Gemini
V tab. 1 je uvedeno, že modemy Gemini jsou určeny do prostředí o teplotě –25 až +65 °C. Proto běžně není nutné využívat klimatizované rozváděče. Přístroje dovolují kdykoliv doplnit počet vstupů a výstupů či změnit jejich typ (analogová, digitální nebo sériová linka). Při zarušení využívaného pásma lze přejít na zcela jiné pásmo. Při své nízké ceně se modemy Gemini uplatní všude, kde je nutné snížit náklady na kabeláž a zjednodušit provoz řídicího systému. Je tomu tak především v těchto případech:
-
pohyblivé stroje – jeřáby, manipulátory, plošiny,
-
propojení PC s technologickými celky,
-
propojení automatů PLC navzájem, přenos dat ze senzorů,
-
bezdrátové přístupové terminály, čtečky čárových kódů,
-
čističky odpadních vod, teplárenské a energetické soustavy.
Miloš Toth,
Tab. 1. Technické parametry modemů Gemini