Kable? Nie, dziękuję

PROBLEMY KOMUNIKACJI PRZEWODOWEJ

Fot. 1. Anybus Wireless Bridge

Przewody są nieodłącznym elementem sieci przemysłowych. Uważane za stabilny i bezpieczny sposób transportu danych, znakomicie wpasowały się w rynek automatyki. Rozwiązanie idealne? Niestety niekoniecznie. Dobre poprowadzenie tras kablowych nierzadko staje się dużym wyzwaniem projektowym.

Trudno jest przewidzieć dalszy los danej instalacji - rozbudowa czy modernizacja może z czasem okazać się zbyt skomplikowana w realizacji, a prosty projekt może przekształcić się w wielki gąszcz kabli. Należy także pamiętać o możliwych uszkodzeniach przewodów.

Wymiana może być dosyć kłopotliwa, gdy w grę wchodzą obszary trudno dostępne czy strefy zagrożenia. Kolejnym problemem jest komunikacja z urządzeniami poruszającymi się. Przewód zdecydowanie ogranicza mobilność podłączonego urządzenia. Ciągły ruch, drgania i szarpnięcia wpływają na żywotność wpiętego kabla, a co za tym idzie - jego niezawodność.

PROPOZYCJA: KOMUNIKACJA BEZPRZEWODOWA

Alternatywą do stosowania przewodów jest używanie komunikacji bezprzewodowej. Nowy sposób całkiem szybko zyskuje kolejnych entuzjastów i energicznie wkracza na rynek automatyki. Jaki jest tego powód? Przede wszystkim jego prostota. Rozbudowa sieci sprowadza się przecież tylko do dodania nowego węzła!

Dowolność położenia danego węzła pozwala na wygodną komunikację z urządzeniami poruszającymi się, a także daje możliwość zmiany rozmieszczenia elementów w instalacji bez konsekwencji. Nie można zapomnieć o względach ekonomicznych. Decydując się na rozwiązanie bezprzewodowe, rezygnujemy z jednego z głównych elementów sieci - przewodów.

ANYBUS WIRELESS BRIDGE

Obsługą sieci bezprzewodowej zajmują się specjalne urządzenia. Jednym z nich jest Anybus Wireless Bridge, most tworzący bezprzewodowe połączenie pomiędzy przemysłowymi sieciami Ethernet. Urządzenie obsługuje przesyłanie takich protokołów komunikacyjnych, jak: PROFINET, Ethernet/IP, Modbus-TCP, BACnet/IP. Prostota w używaniu i konfiguracji czyni z niego interesującą propozycję do zastosowania w sieciach przemysłowych. Jego ustawień można dokonać na trzy sposoby:

• Przyciskiem - ciekawy sposób na szybką konfigurację urządzenia w trybie SMART. Przycisk służy do przełączania spośród najbardziej popularnych trybów pracy.
• Przez interfejs WWW - dostęp do ustawień ze zwykłej przeglądarki internetowej w komputerze.
• Komendy AT - konfigurowanie zaawansowanych ustawień za pomocą standardu AT.

Produkt Anybus Wireless Bridge występuje w trzech wersjach, różniących się między sobą sposobem bezprzewodowej komunikacji.

BLUETOOTH

Fot. 2. Bezprzewodowe połączenie za pomocą standardu Bluetooth lub WLAN

Anybus Wireless Bridge - Bluetooth do przesyłania danych używa standardu Bluetooth w wersji 2.1 + EDR. Wysoka klasa I +20dB zapewnia, według producenta, zasięg nawet do 1000 metrów na otwartej przestrzeni. Cechą charakterystyczną technologii Bluetooth są częste zmiany kanału w trakcie nadawania (nawet do 1600 razy na sekundę), co znacząco wpływa na jej stabilność i bardzo dobrą odporność na szumy. Istnieje parę wariantów topologii sieci, między innymi standardowe połączenie punkt do punktu, podłączenie do siedmiu mostów w roli Slave do punktu dostępowego, połączenie z komputerem, czy tryb z wyborem węzła, z którym most ma się połączyć.

WLAN

W tej kategorii znajdują się dwa produkty - Anybus Wireless Bridge WLAN 2.4 GHz oraz Anybus Wireless Bridge WLAN 5 GHz. Oparte są n a popularnym standardzie 802.11, odpowiednio w wersji wykorzystującej pasmo 2,4 GHz z zasięgiem do 400 metrów i korzystającej z pasma 5 GHz z zasięgiem do 200 metrów.

Druga opcja wydaje się dobrym rozwiązaniem, gdy pasmo 2,4 GHz jest już obciążone, na przykład przez Bluetooth. Głównym atutem technologii WLAN jest bardzo duża prędkość przesyłu - do 54Mbit/s. Standard umożliwia połączenia punktu zarówno z pojedynczym punktem, jak i z wieloma punktami. W przypadku sieci złożonej z wielu węzłów komunikacja może odbywać się w dwóch trybach:

• tryb ad-hoc - urządzenia komunikują się ze sobą w sposób bezpośredni,
• tryb infrastruktury - urządzenia komunikują się między sobą za pomocą punktu dostępowego.

Ponadto, producent oferuje nam dwie przydatne funkcje. Pierwszą z nich jest realizacja najlepszego możliwego połączenia przez zespół dwóch mostów, pracujących ze sobą w relacji Master-Slave. Most Master zajmuje się transmisją danych, most Slave natomiast przeszukuje sieć w poszukiwaniu sygnału o lepszej jakości.

Gdy taki sygnał zostanie odnaleziony, most Slave przejmuje obowiązki mostu Master i zaczyna przesyłać dane do nowego węzła o lepszej jakości sygnału. Most Master przestaje nadawać i to on staje się mostem Slave, który skanuje sieć. Druga funkcja jest rozszerzeniem poprzedniego zespołu o kolejny, trzeci most. Pozwala to na redundancję układu i zachowanie ciągłości pracy. Most, który nie odpowiada na zapytania, jest usuwany z sieci, a jego brak natychmiastowo wypełnia most redundantny.

Piotr Opieka
Elmark Automatyka
www.elmark.com.pl