pobierz (PDF, 1.7 MByte) - Control Engineering Polska
Transkrypt
pobierz (PDF, 1.7 MByte) - Control Engineering Polska
Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Sieci bezprzewodowe w aplikacjach przemysłowych – przewodnik Użytkownicy coraz częściej decydują się na industrial wireless – badanie VDC Monitoring poziomu w zbiornikach Dodatek do Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Sieci bezprzewodowe w aplikacjach przemysłowych – przewodnik Mądry wybór Bezprzewodowe sieci w przemysłowych systemach sterowania i monitoringu oszczędzają czas, wysiłek i pieniądze. Artykuły zamieszczone w niniejszym dodatku mają na celu ułatwienie wyboru odpowiedniej technologii sieciowej, pokazanie możliwości współczesnego sprzętu, a także przedstawienie najnowszych trendów. W niektórych publikacjach bezprzewodowe sieci przemysłowe przedstawia się jako technologię zapewniającą całkowitą swobodę organizacji systemów sterowania i wymiany informacji. Ma ona uwalniać wyobraźnię i możliwości inżynierów. Czy jednak ta swoboda i dowolność jest zupełna? Czy możliwa jest rezygnacja ze wszystkich wymogów stawianych tego typu systemom, zwłaszcza w aplikacjach przemysłowych? Niestety, w praktyce sytuacja nie jest tak prosta. Wdrażając systemy z komunikacją bezprzewodową należy pamiętać o pewnych zasadach i wymogach technicznych, które muszą być spełnione, by systemy działały poprawnie. To kwestia szczególnie istotna ze względu na dość dużą różnorodność dostępnych na rynku standardów i technologii komunikacji radiowej. Każda charakteryzuje się właściwymi sobie parametrami, ma pewne wady i zalety predysponujące ją do konkretnych zastosowań (np. szybkość i bezpieczeństwo wymiany danych czy energochłonność). Poza tym należy pamiętać o kompatybilności różnych standardów komunikacji. Dlatego zawsze konieczna jest szczegółowa ocena warunków funkcjonowania systemu bezprzewodowego w konkretnym miejscu, przy danej aplikacji. Niekiedy warunki mogą zmieniać się praktycznie z godziny na godzinę. Na przykład zależnie od położenia maszyn i powstających w czasie procesu produktów. Wspomniane kwestie nabierają szczególnego znaczenia w perspektywie szybkiego rozwoju systemów bezprzewodowych. Zdaniem specjalistów w ciągu najbliższych 10 2 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com lat mogą całkowicie zdominować technologie komunikacyjne, wypierając powszechnie stosowane obecnie sieci przewodowe. Ekspansja bezprzewodówki w przemyśle Gazownictwo, metalurgia, energetyka, produkcja artykułów spożywczych i napojów oraz wodociągi. W tych pięciu branżach przemysłowych najczęściej stosuje się sieci bezprzewodowe. Najpopularniejsze aplikacje to: monitoring poziomu cieczy w zbiornikach, sterowanie dźwigami, kontrola temperatury, monitoring przepływu oraz kontrola pracy taśmociągów. Sukcesywną ekspansję sieci bezprzewodowych w zastosowaniach przemysłowych przewiduje Ian McPherson, prezes stowarzyszenia WINA (ang. Wireless Industrial Networking Alliance), działającego w ramach Federacji Automatyki oraz wiceprezes działu architektury sieci komunikacyjnych w Apprion. – Już wkrótce sieci bezprzewodowe pojawią się we wszystkich oddziałach zakładów przemysłowych – stwierdza Ian McPherson. – Przenikną je, podobnie jak współczesne, przewodowe systemy interfejsów HMI i SCADA. Przedstawiciel Apprion wyjaśnia, że komunikacja bez kabli umożliwia automatyzowanie procesów przemysłowych na jeszcze większą skalę niż dotychczas. Jego zdaniem wprowadza ona nową jakość pomiędzy możliwościami komunikacji a jej kosztem. – To prawda, że opracowanie i wdrożenie pierwszych instalacji jest dość skomplikowane i drogie, jednak w porównaniu z klasycznymi sieciami przewodowymi oszczędności mogą sięgać niejednokrotnie 90% – wyjaśnia McPherson. Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Kolejne korzyści zastosowania sieci bezprzewodowych to obecne w nich coraz lepsze algorytmy i narzędzia zabezpieczające transmisję danych. Umożliwiają ochronę nie tylko sterowników PLC czy regulatorów z pętlami sprzężeń, ale również takich urządzeń, jak: układy śledzenia pozycji produktów na linii montażowej czy innych zdalnych urządzeń wykonawczych. Ostatecznie systemy bezprzewodowe pojawią się również w obsłudze tzw. aplikacji krytycznych, o szczególnych wymaganiach. Pozwolą na redukcję kosztów systemów sterowania, gwarantują bezpieczeństwo i niezawodność. – Wybór i dobór odpowiedniej technologii sieci bezprzewodowej to kwestia kompromisu pomiędzy takimi czynnikami, jak: energochłonność, przepustowość i koszt instalacji – podkreśla Ian McPherson. – Konieczne jest zatem dokładne przeanalizowanie kosztów systemu i stawianych przez daną aplikację wymagań. Istotę problemu prezentuje rys. 1., na którym przedstawiono możliwości dopasowania technologii komunikacji radiowej do wybranych typów aplikacji przemysłowych. Niestety, podobnie jak to ma miejsce w tradycyjnych systemach przewodowych sieci przemysłowych, nie należy spodziewać się, że funkcjonujące na rynku stan- dardy sieci bezprzewodowych umożliwią pełną interoperacyjność urządzeń sieciowych. – Firmy i koncerny produkujące elementy systemów sieciowych opracowują swoje własne technologie komunikacji bezprzewodowej, skupiając się przede wszystkim na wysokich osiągach i specjalizacji – dodaje Ian McPherson. – Wiąże się to z dodatkowymi kosztami, gdy użytkownik dąży do kompatybilności oraz interoperacyjności z innymi technologiami. Nie jest w interesie żadnego z producentów i dostawców sprzętu sieciowego, aby jego urządzenia mogły być łatwo zamienione przez użytkownika na urządzenia konkurencji. Pomimo tych niedogodności korzyści z zastosowania systemów bezprzewodowych są znaczące. Ich rozwój i dominacja są nieuniknione, a w opinii ekspertów systemy takie już w ciągu najbliższych 10 lat będą szeroko stosowane również w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych. Ian McPherson radzi wszystkim zainteresowanym automatyką przemysłową, aby na bieżąco śledzili rozwój i zdobywali wiedzę o dostępnych technologiach komunikacji bezprzewodowej. Jego zdaniem powinni uwzględniać tego typu rozwiązania w swoich aplikacjach, starannie analizując korzyści ich zastosowania oraz koszty i wskaźniki zwrotu ponoszonych nakładów. Przemysłowe aplikacje bezprzewodowe – przybliżone parametry pracy sieci: szybkość transmisji, zużycie energii, koszt i technologie specjalizowane, firmowe satelitarne UWB 3G 2.5G W-WAN wideo, kamery 2G zużycie energii koszt / złożoność 1G bezprzewodowy szkielet sieci 802.11a HiperLAN wewnątrz WIFI bezprzewodowe sieci lokalne 802.11 802.11g gateway 802.11b bezprzewodowy – obsługa RFID active czujniki czujników Wimedia WLAN przemysłowe Mobile operator Bluetooth (tablet PDA) ZigBee systemyLow Rate 802.15.3 przemieszczania WPAN i transportowe RFID passive WPAN 0 1 Mbps 10 Mbps Wimax 802.16 WMAN UWB na zewnątrz 100 Mbps szybkość transmisji danych Źródło: Control Engineering i Apprion www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 3 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Technologie i architektura: jak wybierać tzw. siatki (ang. mesh). Połączenia tego typu częściowo lub w całości umożliwiają uzyskanie redundancji ścieżek wymiany danych pomiędzy węzłami sieciowymi. Jak podkreśla Young, sieci te charakteryzują się również tendencją do rozbudowania i skomplikowania. Wszystkie lub niektóre węzły mogą być zarówno routerami, jak punktami końcowymi sieci. Na przykład, aby sieć typu gwiazda stała się siecią siatkową, wystarczy, by przynajmniej jeden z jej węzłów został ustawiony jako router. W ten sposób powstaje już sieć typu point-to-multipoint, peer-to-peer. W opinii Joela Younga największe obecnie wyzwania w dziedzinie rozwoju sieci bezprzewodowych to: zasady dostępu do medium – nasłuchiwanie jest ważniejsze niż nadawanie; jeżeli wszystkie urządzenia będą nadawać w jednej chwili, ich nasłuchiwanie i komunikacja będzie znacznie utrudniona; ustalenie ścieżek komunikacyjnych – optymalne zaplanowanie ścieżek przepływu danych między węzłami lub zastosowanie dynamicznych algorytmów wyszukiwania najkrótszej dostępnej ścieżki; wprowadzenie funkcji adaptacji systemu wymiany danych na wypadek awarii niektórych węzłów i ich „wypadnięcia” z toru komunikacji; Joel Young, zastępca kierownika działu badawczo-rozwojowego w Digi International radzi krótko: – Wybierz zawsze odpowiednią technologię dla swojej aplikacji. Jeśli tego nie zrobisz, będziesz bardzo niezadowolony. Young zwraca szczególną uwagę, aby nie dać się zwieść hasłom reklamowym i „słodkim” opowieściom przedstawicieli dostawców systemów bezprzewodowych. Tym, którzy roztaczają wizje, że to właśnie ich unikalna technologia sprosta praktycznie każdemu zadaniu i wyzwaniu. To niemożliwe. Topologia i architektura komunikacyjna każdej sieci bezprzewodowej ściśle definiuje zasady wymiany informacji pomiędzy urządzeniami sieciowymi. – Pojęcie topologii sieci nabiera tu nowego znaczenia – wyjaśnia Young. – W sieciach przewodowych ścieżki wymiany danych są stosunkowo proste do ustalenia i zorganizowania. W systemach bezprzewodowych medium transmisji współdzielone jest przez wiele urządzeń, które muszą z sobą wzajemnie współpracować. Najpopularniejsze obecnie topologie sieciowe to: ring, sieć magistralowa bus i sieć typu star (gwiazda) z punktem centralnym. Sieci bezprzewodowe zwykle przybierają postać Technologie bezprzewodowe dla przemysłu – przybliżone parametry pracy sieci: szybkość transmisji, zużycie energii, koszt i technologie specjalizowane, firmowe satelitarne UWB 3G 2.5G W-WAN 2G koszt / złożoność zużycie energii 1G Wimax 802.16 wewnątrz 802.11a HiperLAN WIFI 802.11 802.11b WMAN 802.11g sieci RFID aktywne WLAN UWB Wimedia Bluetooth ZigBee 802.15.3 wolne sieci WPAN sieci RFID WPAN pasywne 0 1 Mbps Źródło: Control Engineering i Apprion 4 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com 10 Mbps na zewnątrz 100 Mbps szybkość transmisji danych Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle sprawne funkcjonowanie mechanizmów sygnałowych – przejście do trybu uśpienia węzła i jego sprawne wybudzenie w razie konieczności odbioru lub nadawania danych. Podstawowymi kryteriami porównawczymi różnych technologii przemysłowych sieci bezprzewodowych powinny być: bezpieczeństwo – rozważane zarówno pod kątem zagrożeń występujących aktualnie w danej aplikacji, jak i możliwych nowych zagrożeń w przyszłości; w tym pojęciu mieszczą się takie kwestie, jak: kodowanie danych, identyfikacja nadawcy informacji i autoryzacja dostępu do danych; niezawodność i wytrzymałość – czy informacja dotrze w określonym czasie od nadawcy do odbiorcy; istotne parametry to: częstotliwość nadawania, potencjalne zagrożenie utratą pakietów danych, zdolności adaptacyjne sieci do tworzenia ścieżek wymiany danych oraz awaryjność węzłów sieciowych; zarządzanie energią – optymalne wykorzystanie energii z baterii montowanych w węzłach sieciowych; podstawowe pytanie brzmi: jak długo może funkcjonować urządzenie bez wymiany baterii?; odpowiedź zależy przede wszystkim od architektury sieci: liczba węzłów końcowych i routerów, metody hibernacji i wybudzania urządzeń (cykliczne lub na żądanie), stosunek czasu nasłuchiwania do czasu nadawania (nasłuchiwanie jest stanem zwiększającym wydajność); skalowalność – możliwość rozbudowy i reorganizacji sieci; pojawiają się tu ograniczenia zarówno praktyczne, jak fizyczne (zwykle o mniejszym znaczeniu); rozmiary sieci zależą również od potrzeb i wymagań konkretnych aplikacji w zakresie ilości przesyłanych danych: dane sporadyczne – szczątkowe, duże pakiety danych, ciągłe strumienie danych; parametry transmisji danych – szybkość transmisji, opóźnienia, rozmiary pakietów danych, fragmentacja danych, zasięg i determinizm czasowy; koszty – mierzone na jednostkę węzła sieci oraz ogólne; trudne jest oszacowanie kosztów utrzymania już działającej sieci; często zapomina się o kosztach rozmieszczenia elementów systemu i ich poprawnej instalacji; prostszym podejściem jest analiza kosztów na jednostkę węzła sieci w odniesieniu do jego wartości czy ilości transmitowanych danych. Udogodnienia i przeszkody Bez wątpienia podstawowym udogodnieniem związanym z wykorzystaniem sieci bezprzewodowych jest wyeliminowanie połączeń kablowych i związanych z nimi fizykalnych ograniczeń, chociażby w rozmieszczaniu elementów systemu sterowania. Dzięki temu pojawiły się nowe możliwości w: optymalizacji procesów przemysłowych, redukcji kosz- Już wkrótce sieci bezprzewodowe pojawią się we wszystkich oddziałach zakładów przemysłowych. Przenikną je, podobnie jak współczesne, przewodowe systemy interfejsów HMI i SCADA. tów systemów sterowania, zwiększenia ich wydajności energetycznej, bezpieczeństwa i integralności oraz zmniejszenia kosztów ogólnych systemów i infrastruktury przemysłowej. Jednak użytkując systemy bezprzewodowe pamiętać należy o przeszkodach i utrudnieniach związanych z transmisją sygnałów radiowych, które mogą całkowicie sparaliżować funkcjonowanie sieci komunikacyjnej. Do przeszkód tych należą duże konstrukcje i przedmioty. Zwłaszcza metalowe zarówno nieruchome, jak i poruszające się, silniki, transformatory, urządzenia generujące mikrofale oraz pracownicy zakładu. Technologie przemysłowych sieci bezprzewodowych rozwijają się niezwykle dynamicznie. Decydując się na ich implementację w zakładzie warto mieć świadomość, że trzeba będzie nadążyć za tym rozwojem. Warto śledzić pojawiające się wciąż nowe rozwiązania i funkcjonalności, które w znakomitej większości zapewniają lepsze i efektywniejsze wykorzystanie urządzeń automatyki, monitoringu i sterowania. Mark T. Hoske Artykuł pod redakcją dra inż. Andrzeja Ożadowicza, adiunkta w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 5 ARTYKUŁ SPONSOROWANY Nadchodzi era bezprzewodowa Rozwiązania bezprzewodowe stosowane do modernizacji systemu lub budowy nowego zapewniają dostęp do wielu parametów urządzeń pomiarowych i całe bogactwo diagnostyki. Do tego dochodzą korzyści wynikające z większej elastyczności sieci bezprzewodowej. Kto wie jaką kreatywność wyzwoli to u projektantów? Aleksandra Górska, Rafał Rygielski Emerson Process Management owe technologie zwykle wprowadzają duże zmiany w dziedzinie automatyzacji procesów ze względu na nowe możliwości, które niosą. Użytkownicy otrzymują coraz więcej informacji o zmiennych procesowych oraz o bieżącym i przyszłym stanie urządzeń i samego procesu. Więcej danych zapewnia większe bezpieczeństwo procesu oraz krótsze przestoje przy mniejszych kosztach operacyjnych. Jednak nawet uwzględniając wszystkie korzyści, które daje technologia cyfrowa, wciąż jest ogromne pole do popisu jeśli chodzi o poprawę działania instalacji i zwiększenie efektywności całego zakładu. Część istotnych informacji jest wciąż niedostępna, bo ich uzyskanie jest zbyt kosztowne lub niepraktyczne z technologicznego punktu widzenia. Zastanówmy się, co by było gdyby... natychmiast wykrywać wszelkie wycieki i nieszczelności zanim spowodują awarię? Punktową korozję rurociągu, drgania lub skoki temperatury zagrażające urządzeniom? Jak wzrosła by wydajność, gdyby wszystkie informacje o procesie i systemie sterowania były dostępne na terenie całego zakładu? Pionierzy technologii bezprzewodowej podejmują te i inne wyzwania. Opracowany standard WirelessHART szeroko otwiera okno dla wciąż nowych urządzeń i systemów bezprzewodowych. Dziś najwięcej dyskusji dotyczących urządzeń bezprzewodowych skupia się na tym, jak szybko podłączyć przetwornik mierzący wartość parametru procesowego w niedostępnym miejscu. Ale technologia bezprzewodowa daje znacznie więcej możliwości niż tylko dodanie nowego punktu pomiarowego do instalacji. Może, miedzy innymi, pomóc obniżyć koszty rutynowego serwisowania urządzeń pomiarowych. I ma wystarczający potencjał, by zrewolucjonizować strategie systemów sterowania. N 6 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com CO DAJE SIEĆ BEZPRZEWODOWA? Jeśli dobrze zastanowić się nad przełomami technologicznymi, które miały miejsce w przeszłości, dochodzi się do wniosku, że ich siłą napędową były aplikacje wykorzystujące technologię do stworzenia nowych, lepszych rozwiązań. Podobnie rozwój technologii bezprzewodowej napędzany jest przez możliwości, które ona ze sobą niesie. Technologia bezprzewodowa nie w pełni zastępuje rozwiązania tradycyjne, przynajmniej na chwilę obecną. Ale dostarcza narzędzia umożliwiające skuteczne rozwiązanie tych problemów, które w świecie kabli były zbyt kosztowne. Możliwości są nieograniczone. Wyobraźmy sobie zakład, w którym: Monitorowane są emisje z zaworów bezpieczeństwa, by ułatwić spełnienie wymagań przepisów ochrony środowiska 24 godz. na dobę, 7 dni w tygodniu monitorowane są kurtyny wodne w systemie przeciwpożarowym Bezprzewodowe czujniki drgań przekazują informacje o stanie urządzeń wirujących w czasie rzeczywistym – a nie raz na miesiąc/kwartał lub podczas obchodu Stan urządzeń dotąd niemonitorowanych jak np. zawory odcinające jest znany i archiwizowany w czasie rzeczywistym, co zwiększa bezpieczeństwo instalacji Operatorzy nie muszą robić „obchodów z nototnikiem” by zebrać dane Dostępne są informacje diagnostyczne z urządzeń komunikujących się poprzez protokół HART – nawet te wcześniej niewykorzystywane Pracownicy z dowolnego miejsca na obiekcie mogą podejmować potrzebne działania, włącznie z przeglądaniem i odpowiadaniem na alarmy z obiektu ARTYKUŁ SPONSOROWANY Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Lokalizacja pracowników i urządzeń na terenie zakładu jest monitorowana Można rozsyłać wiadomości do wybranych grup pracowników, niezależnie od tego, gdzie na obiekcie w danej chwili się znajdują System bezpieczeństwa sprawdza i zapewnia autoryzowany dostęp do obiektu Systemy kamer nie tylko patrolują teren, ale także czuwają nad procesem Korozja urządzeń i rurociągu jest monitorowana przez bezprzewodowe czujniki Wiele z tych aplikacji można zrealizować metodą tradycyjną, ale koszty okablowania lub ograniczenia techniczne czynią je nieopłacalnymi. A technologia bezprzewodowa jest prosta w realizacji i łatwo ją zintegrować z innymi systemami. ŁATWO DOSTĘPNE INFORMACJE O INSTALACJI I PROCESIE Im więcej wiemy o procesie, urządzeniach i działaniu instalacji, tym produkcja jest bardziej opłacalna i bezpieczniejsza. Więcej pomiarów oznacza redukcję kosztów operacyjnych, zwiększenie wydajności instalacji, poprawę jakości produktu i ograniczenie liczby przestojów. Na dodatek nowe przepisy dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska wprowadzono całkiem niedawno, więc wcześniej wybudowane instalacje zmagają się z problemem dostępu do informacji potrzebnych do spełnienia tych przepisów. Dlaczego więc nie zwiększą po prostu liczby pomiarów? Zbyt często koszt dodania nowego punktu pomiarowego znacznie przekracza korzyści, które pomiar by przyniósł. Zwłaszcza w przypadku technologii tradycyjnych, gdy odległość lub złożoność problemu może sprawić, że połączenie punktu pomiarowego z systemem sterowania lub zarządzania jest po prostu niepraktyczne i nieekonomiczne. Technologia bezprzewodowa znosi wiele dotychczasowych barier umożliwiając dostęp do wielu informacji, które wcześniej były nieosiągalne (np. dodatkowy pomiar temperatury przy wykrywaniu skroplin w rurociągach pary, opomiarowanie skidów pomiarowych czy zbiorników stokażowych). ZDALNA INFRASTRUKTURA W Milford Power, 500-megawatowej elektrowni w USA przetworniki bezprzewodowe monitorują temperaturę w 11 budynkach z urządzeniami produkcyjnymi. W każdym budynku znajdują się małe grzejniki chroniące zimą pompy przed zamarznięciem, które wyłącza pompę z ruchu na 3 dni i wymaga kosztownej naprawy. Dotychczas temperatura była sprawdzana tylko przez operatorów podczas obchodów obiektu ponieważ rozwiązanie przewodowe było zbyt drogie. Zastosowane urządzenia bezprzewodowe umożliwiły automatyczny monitoring temperatury co znacznie ograniczyło liczbę uszkodzonych pomp. Technologia bezprzewodowa to nie tylko pomiar zmiennych procesowych, ale również dostęp do informacji o urządzeniach pomiarowych. Miliony zainstalowanych na obiektach inteligentnych urządzeń HART-owskich posiadają wbudowane możliwości diagnostyczne. Niestety wiele zakładów nie ma odpowiedniej infrastruktury by system sterowania odbierał dane przesyłane w standardzie HART. Z tego powodu więk- szość informacji diagnostycznych jest tracona. Technologia bezprzewodowa może temu zaradzić. Można zmodernizować istniejące przewodowe urządzenia HART przy pomocy bezprzewodowego modułu, który będzie przesyłać informacje diagnostyczne do sterowni lub warsztatu. A sygnały dla systemu sterowania będą nadal bez zakłóceń przesyłane w sposób tradycyjny, za pomocą komunikacji przewodowej. Możliwości są praktycznie nieograniczone. Wreszcie jest okazja zmierzyć te wszystkie zmienne, których pomiar był wcześniej nieopłacalny. MOBILNI PRACOWNICY Technologia bezprzewodowa tworzy nową generację pracowników mobilnych. W dzisiejszych czasach, gdy setki ludzi pracują na obiekcie z dala od sterowni, biura czy warsztatu, technologia bezprzewodowa może znacznie zwiększyć ich wydajność zapewniając stały dostęp do wszelkich potrzebnych informacji. Chociaż operatorzy wiele obowiązków mogą wykonać ze sterowni, to jednak wciąż się zdarza, że muszą wyjść na obiekt. W niektórych zakładach muszą robić rutynowe obchody obiektu, żeby sprawdzić jak instalacja pracuje. Zdalny dostęp do systemów sterowania i zarządzania zasobami oraz komputer bezprzewodowy mogą znacznie zwiększyć efektywność działań operatora, który może od razu skonfrontować to co widzi z tym co dzieje się w procesie i szybko podjąć stosowne działania. LEPSZE ZARZĄDZANIE PROCESEM I ZAKŁADEM Aplikacje bezprzewodowe mogą poprawić poziom bezpieczeństwa obiektów przemysłowych. Wiele zakładów produkcyjnych stosuje już systemy bezprzewodowe do zapewnienia bezpieczeństwa obiektu. Bezprzewodowe kamery telewizji przemysłowej i elektroniczne karty dostępu umożliwiają monitorowanie zakładu w celu zapewnienia bezpieczeństwa i ograniczonego dostępu do stref chronionych. Bezprzewodowe systemy lokalizacji umożliwiają monitorowanie urządzeń i pracowników na instalacji. Dzięki temu można znacznie skrócić czas poświecany zlokalizowanie konkretnego obiektu np. cysterny. Możliwość zlokalizowania każdego urządzenie i pracownika przydaje się zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych. Dzięki coraz większej ofercie produktów bezprzewodowych, każdy zakład może je wypróbować i znaleźć aplikacje, w których urządzenia bezprzewodowe rozwiążą problemy spowodowane ograniczonymi możliwościami technologii tradycyjnej i będą najkorzystniejsze z ekonomicznego punktu widzenia. www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 7 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Użytkownicy coraz częściej decydują się na systemy bezprzewodowe Więcej zadowolonych Według najnowszych badań rynkowych następuje gwałtowny rozwój technologii bezprzewodowych w: akwizycji danych, sieciach komunikacyjnych, interfejsach operatorskich, a także zdalnej kontroli i obsłudze czujników. Dzięki temu w najbliższych czterech latach ten segment rynku ma rosnąć o 19% rocznie. Z godnie z ostatnimi badaniami przeprowadzonymi przez ośrodek Venture Development Corp.(VDC), w latach 2007–2012 spodziewany jest coroczny 19-procentowy wzrost w branży systemów bezprzewodowych w aplikacjach przemysłowych monitoringu i sterowania. Ankieterzy ośrodka VDC przewidują wzrost wartości rynku aplikacji bezprzewodowych z poziomu 629 milionów USD w 2007 roku, do ponad 1,5 miliarda USD w roku 2012. W kwocie tej zawierają się takie produkty, jak: systemy akwizycji danych, produkty sieciowe (punkty dostępu, moduły We/Wy, modemy, repeatery, routery, transceivery), terminale interfejsów operatorskich (moduły przenośne, notebooki, tablety, moduły do montażu na pojazdach, komputery, PDA), moduły zdalnego sterowania, piloty, czujniki / przetworniki (przepływu, poziomu, ciśnienia, temperatury, wibracji i inne). Ponadto w szacowanym wzroście uwzględniono również segmenty rynkowe związane z aplikacjami sieci siatkowych (mesh), w których spodziewane są jeszcze większe poziomy wzrostu. Poziom zadowolenia z bezprzewodówki – rok 2005 Zdaniem użytkowników Jednym z elementów badania przeprowadzonego przez firmę VDC były rozmowy i ankiety internetowe z producentami urządzeń systemów bezprzewodowych automatyki oraz ich użytkownikami oraz integratorami. Informacje pozyskano od użytkowników, którzy już korzystają z takich systemów lub planują ich instalację oraz takich, którzy jej nie planują, ale mają w swoich zakładach aplikacje nadające się do obsługi przez systemy bezprzewodowe. Do najczęściej wymienianych powodów instalacji tego typu systemów należały niskie koszty wdrożenia, jak również duża elastyczność i łatwość wdrożenia systemu oraz jego ewentualnej reorganizacji. Większość ankietowanych jest przekonana, że proponowane aktualnie ceny sprzętu i oprogramowania dla systemów bezprzewodowych są promocyjne i preferencyjne dla nabywców. Niższe koszty, większa elastyczność i prostota implementacji to, jak już wspomniano, najwyżej plasujące się czynniki przemawiające za wykorzystaniem systemów bezprzewodowych. Na kolejnych pozycjach znalazły się m.in.: mobilność, zasięg (jedyny sposób na dotarcie do trudno dostępnych miejsc), ochrona przed uszkodzeniem mechanicznym kabli oraz zwiększone bezpieczeństwo i niezawodność systemu komunikacji. Poziom zadowolenia z bezprzewodówki – rok 2007 Bardzo wysoki 13% Bardzo wysoki Wysoki 32% Wysoki 43% Średni 50% Średni 35% Niski 3% Niski 6% Bardzo niski 2% --- Tabela 1. 8 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com 16% Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Gdzie te oszczędności? Potencjalni użytkownicy bezprzewodowych sieci przemysłowych oczekują jak najszybszego zwrotu inwestycji, do pięciu lat. Warto więc wiedzieć, w jakich obszarach spodziewać się można największych oszczędności po implementacji tego typu systemów. Oto one: mniejsze ogólne koszty instalacji (materiały i praca), mniejsze koszty utrzymania i serwisowania, większa elastyczność, łatwiejsze wprowadzanie zmian funkcjonalnych i rekonfiguracja, większa niezawodność w niektórych, specyficznych aplikacjach, większa wydajność funkcjonalna; możliwość obsługi i diagnostyki przez terminale mobilne. Warto zaznaczyć, że aż 42% respondentów badań wśród czynników decydujących o zadowoleniu użytkowników sieci bezprzewodowych wskazuje na dopasowanie do specyficznych wymogów użytkownika. Wzrost zadowolenia użytkowników Porównując najnowsze wyniki z ankietą przeprowadzoną przez ośrodek VDC w 2005 roku, można stwierdzić wzrost zadowolenia użytkowników technologii bezprzewodowych (patrz: tabela 1.). Aplikacje: dane, sterowanie, poziom Aplikacje systemów bezprzewodowych w przemyśle mogą być bardzo zróżnicowane. Aplikacje przemysłowe sieci bezprzewodowych I/O I/O pomiar przepływu analizator gazów sterownia I/O alarm dla obsługi PLC gateway bezprzewodowy I/O alarmy procesowe, kalibracja I/O panele sterowania napędami, zaworami Źródło: Control Engineering oraz Venture Development. Respondenci wśród najczęstszych aplikacji wskazywali: przesył danych (np. między sterownikami), obsługę sterowników oraz programowanie modułów sterujących. Ponadto w wypowiedziach ankietowanych pojawiły się m.in.: kontrola poziomu cieczy w zbiornikach, obsługa urządzeń kontroli jakości powietrza, obsługa urządzeń w procesach chemicznych, Zainteresowanie rośnie Dla Control Engineering Polska mówi Andrzej Górczak, Product Manager Automation Systems, Phoenix Contact: rzyszły rok będzie stał pod znakiem dalszego rozwoju technologii bezprzewodowych. Należy spodziewać się wprowadzenia na rynek anten zintegrowanych z urządzeniem. Nastąpi przyspieszenie w uruchamianiu urządzeń i zestawianiu połączeń wielu urządzeń jednocześnie. Zauważamy rosnące zainteresowanie przemysłu transmisją bezprzewodową. Dlatego kontynuujemy działania między innymi w przemyśle motoryzacyjnym. Koegzystencja różnych urządzeń działających w tej samej częstotliwości, odporność na zakłócenia, pewność transmisji to zadania na nadchodzące lata. Warto podkreślić, że nie tworzymy produktów uniwersalnych, idealnych dla każdej aplikacji. Chcemy, aby klienci dobierali produkty optymalnie spełniające ich oczekiwania. Stąd w naszej ofercie technologie, takie jak: WLAN, Bluetooth oraz Trustedwireless. Potrafimy przesyłać sygnały IO, RS232/485, a także Ethernet. P www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 9 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle sprzęt pracujący w wodociągach i oczyszczalniach ścieków, moduły kontroli jakości wody, aparatura elektryczna, taśmociągi, obsługa urządzeń w gospodarce odpadkami. Potencjalni użytkownicy bezprzewodowych sieci przemysłowych oczekują jak najszybszego zwrotu inwestycji, najlepiej do pięciu lat. W sumie zarejestrowano aż 46 różnego typu aplikacji i zastosowań. Odnotowano ponadto, że największy potencjalny wzrost zastosowań systemów bezprzewodowych w przemyśle spodziewany jest w takich aplikacjach, jak: programowanie sterowników, wytwarzanie elementów półprzewodnikowych, obsługa pieców do obróbki cieplnej elementów, testy i kontrola produktów na liniach produkcyjnych, monitoring urządzeń i części wibrujących. Dlaczego nie Ankietowanych, którzy jak dotychczas nie zastosowali w swoich przedsiębiorstwach systemów bezprzewodowych, poproszono o podanie przyczyn. Najczęściej wymieniali oni: oszczędności, konieczny wysoki poziom bezpieczeństwa transmisji, niezawodność na poziomie podobnym lub większym niż w aplikacjach przewodowych. Na dalszych pozycjach znalazły się m.in.: brak wystarczającej wiedzy o produktach i technologii przewodowej, wymogi klientów, większa wydajność dotychczasowych technologii oraz brak konieczności modyfikacji istniejących aplikacji. Wymienione czynniki powinny podpowiedzieć dostawcom technologii bezprzewodowych, w jaki sposób dotrzeć do tych potencjalnych klientów. Wyraźnie widać, że konieczna jest większa edukacja i uświadomienie realnych korzyści wynikających z zastosowania tych technik w aplikacjach niemożliwych do obsłużenia przez klasyczne systemy przewodowe. Czynniki decydujące o bieżącym lub planowanym wykorzystaniu technologii bezprzewodowych w aplikacjach monitoringu i sterowania w przemyśle (Odsetek respondentów – użytkowników) niższe koszty 52% większa elastyczność systemu 51% prostota implementacji 50% 42% wymagania klientów zwiększona mobilność 36% jedyny sposób na dojście do danej lokalizacji 35% 21% zabezpieczenie przed zniszczeniem przewodów / kabli zwiększenie bezpieczeństwa 16% 0 10 20 30 40 50 Uwaga: Suma wartości procentowych przekracza 100% ze względu na możliwość udzielenia kilku odpowiedzi przez respondentów Źródło: Control Engineering oraz Venture Development. 10 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com 60 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle 2L@QSü6HQDKDRRü HMSDKHFDMSM@üRHDüADYOQYDVNCNV@ $LDQRNMüOQYDCRS@VH@ü2L@QSü6HQDKDRRüüADYOHDBYM«üRNKHCM«üR@LNNQF@MHYTI«B«üRH»ü RHDüADYOQYDVNCNV«üHMSDKHFDMSM«üHüË@SV«üVüTõXBHTü9Dü2L@QSü6HQDKDRRüVRYXRSJHDü TQY«CYDMH@ü Vü RHDBHü LNF«ü JNLTMHJNV@ü RH»ü LH»CYXü RNA«ü /Nü M@ONSJ@MHTü RS@ËDIü OQYDRYJNCXü KTAü SXLBY@RNVDIü A@QHDQXü R@LNNQF@MHYTI«B@ü RH»ü RHDü @TSNL@SXBYMHDü VXYM@BY@ü MNV«ü CQNF»ü RXFM@ËTü Yü ONLHMH»BHDLü OQYDRYJNCXü 2L@QSü 6HQDKDRRü IDRSü DK@RSXBYM@üü HüMHDY@VNCM@üüTCNVNCMHNMNüYCNKMNÝüOQYDRË@MH@üONOQ@VMHDüONM@CüüC@MXBGü9@OQ@RY@LXü M@üRSQNM»üVVV$LDQRNM/QNBDRRBNL2L@QS6HQDKDRR VVV$LDQRNM/QNBDRROK Logo Emerson jest znakiem handlowym i usługowym firmy Emerson Electric Co. © 2007 Emerson Electric Co. Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Poziom zadowolenia z zastosowania technologii bezprzewodowych w aplikacjach monitoringu i sterowania w przemyśle (Odsetek respondentów – użytkowników) bardzo wysoki 16% wysoki 43% 35% średni 6% niski 0 10 20 30 40 50 Źródło: Control Engineering oraz Venture Development. Niemal 60% respondentów wyraża swoje zadowolenie z zastosowania technik bezprzewodowych na poziomie wysokim i bardzo wysokim. Czy to już czas przejścia na technologie bezprzewodowe? Warto również nadmienić, że wspomniana wcześniej niezawodność nie dotyczy jedynie sprzętu i oprogramowania, ale również komunikacji i wymiany danych między elementami systemu. Kwestie odnoszące się właśnie do niezawodnej komunikacji i bezpieczeństwa transmitowanych danych mogą w znacznym stopniu przyczynić się do ograniczenia rynku dla systemów bezprzewodowych w zastosowaniach przemysłowych. W ankiecie VDC wyraźnie widać wzrost znaczenia tego czynnika dla klientów i użytkowników. Aż 34% nie zwracało na nią uwagi w 2005 roku, zaś w roku 2007 odsetek ten zmalał do poziomu zaledwie 3%. Jak zwiększyć bezpieczeństwo komunikacji Udział ocen bardzo wysokich, wysokich i średnich dotyczących kwestii bezpieczeństwa komunikacji w systemie bezprzewodowym jest Szybki wzrost zastosowań urządzeń bezprzewodowych w przemyśle produkcyjnym i przetwórczym astosowanie urządzeń bezprzewodowych w aplikacjach przemysłu przetwórczego i produkcyjnego może być znacznie szybsze, niż w innych branżach przemysłowych. Przedstawiciele ARC w raporcie „Wireless in Process Manufacturing Worldwide Outlook” stwierdzili, że do 2012 roku wartość rynku urządzeń bezprzewodowych w aplikacjach produkcji i przetwórstwa może przekroczyć sumę 1,1 miliarda USD, utrzymując 32-procentowy roczny poziom wzrostu. Implementacja modułów bezprzewodowych w branżach przemysłu ciężkiego (przetwórstwo ropy i gazu, zakłady chemiczne, kopalnie, huty i elektrownie) przebiega z pewnym opóźnieniem w porównaniu z innymi branżami. Tego typu zakłady są zwykle bardzo rozległe, większość aplikacji znajduje się na wolnym powietrzu, istnieją zagrożenia wybuchami. Co za tym idzie, pojawiają się niezwykle trudne warunki dla funkcjonowania systemów bezprzewodowych, a stosowane tam moduły muszą mieć specjalne certyfikaty w zakresie bezpieczeństwa i niezawodności. Największy wzrost spodziewany jest w segmencie bezprzewodowych czujników. W roku 2008 stanowi on niewielki udział w ogólnej wartości rynku modułów bezprzewodowych. Jednak zgodnie z prognozami ARC w ciągu najbliższych pięciu lat stanie się on największym segmentem na skutek „zalania” rynku systemów monitoringu całymi seriami nowych czujników. Będą one dostosowane do różnych aplikacji przemysłowych i będą działać we wszystkich technologiach komunikacji bezprzewodowej. Ponadto najistotniejszym czynnikiem wciąż ma być zmniejszający się koszt tego typu modułów, przy rosnącej funkcjonalności. Będzie to przemawiało za coraz częstszym ich stosowaniem, nawet w aplikacjach dotychczas zdominowanych przez tradycyjne rozwiązania przewodowe. Z 12 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle teraz znacznie większy, niż w poprzednim badaniu. Fakt ten potwierdza regułę, zgodnie z którą czym więcej doświadczeń z nową technologią, tym większa świadomość znaczenia bezpieczeństwa systemów sterowania. Najczęściej w sieciach bezprzewodowych stosuje się różne algorytmy i metody kodowania przesyłanej informacji. Innymi sposobami zabezpieczeń jest zakładanie kodów dostępu, ograniczenie mocy, a tym samym zasięgu nadajników oraz zastosowanie anten kierunkowych. Podstawowymi zaburzeniami ograniczającymi zasięg komunikacji lub zakłócającymi wymianę danych są: konstrukcje metalowe, sygnały użytkowe tłumiące lub rozpraszające oraz zaburzenia elektromagnetyczne od przewodów, kabli elektrycznych, urządzeń energoelektronicznych, napędów elektrycznych oraz innych. Zakłócenia transmisji danych mogą też powodować same systemy komunikacji bezprzewodowej, jeżeli w danym zakładzie jest sporo tego typu systemów. Jeszcze gorzej, gdy pochodzą od różnych dostawców (kompatybilność technologii transmisji i kodowania). Dlatego też, decydując się na instalacje sieci bezprzewodowej warto zwrócić uwagę na kilka podstawowych kwestii, które pozwolą na uniknięcie wielu problemów: przeprowadzenie dokładnej analizy w zakresie lokalizacji urządzeń sieciowych, organizacja sieci w topologii siatkowej mesh – z możliwością wielu ścieżek transmisji danych między punktami sieciowymi, odpowiednie uziemienie wszystkich urządzeń, kontrola poprawności wykonania sieci, odpowiednie ekranowanie urządzeń sieciowych, zastosowanie technologii transmisji z FHSS (metodą rozpraszania widma w systemach szerokopasmowych). Jim Taylor, Venture Development Artykuł pod redakcją dra inż. Andrzeja Ożadowicza, adiunkta w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie Lek na rosnące koszty energii Dla Control Engineering Polska mówi Tomasz Kochanowski, specjalista ds. sprzedaży, ASTOR: omunikacja bezprzewodowa od kilku lat rozwija się dynamicznie. W 2009 roku ta tendencja na pewno się utrzyma. Systemy bezprzewodowe umożliwiają wymianę danych m.in. z ruchomymi obiektami. Dzięki temu znajdują coraz to nowsze zastosowania. Przykładem takich aplikacji jest wdrożony w tym roku w jednej z kopalń siarki system monitorowania bieżącego poboru ciepłej wody niezbędnej w procesie wydobywczym. Punkty wydobycia nie dość, że rozproszone na znacznym obszarze, są dodatkowo, w zależności od wielkości złoża, co kilka, kilkanaście miesięcy przenoszone. Zastosowanie komunikacji opartej na radiomodemach SATEL umożliwia dyspozytorowi optymalizację bieżących poborów ciepłej wody na poszczególne punkty wydobywcze w ramach dostępnego, określonego przez dostawcę medium limitu. Koszty energii elektrycznej, gazu czy wody są głównymi czynnikami wprowadzania w zakładach przemysłowych bezprzewodowych systemów monitoringu mediów. Systemy takie dają realne oszczędności dzięki optymalizacji poborów, ograniczeniu obsługi czy skróceniu czasu usuwania awarii. Warto wspomnieć, że po kilku latach współistnienia komunikacji w sieciach GSM/GPRS i radiomodemach, można zaobserwować zjawisko łączenia tych dwóch technologii bezprzewodowych w ramach jednego systemu. Podnosi to jego funkcjonalność i elastyczność. Tego typu hybrydowe rozwiązanie znalazło zastosowanie w systemach sterowania sygnalizacją świetlną do potrzeb realizacji „zielonej fali”. W takim systemie częsta komunikacja pomiędzy sterownikami, niezbędna do prawidłowej synchronizacji, przekazywana jest na łączu radiomodemowym. Z kolei diagnostyka urządzeń odbywa się z wykorzystaniem technologii GSM/GPRS. K www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 13 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Bezprzewodowe aplikacje monitoringu poziomu w zbiornikach Do trzech razy sztuka Instalacja bezprzewodowych systemów pomiaru poziomu w zbiornikach przyczyniła się do wzrostu wydajności i bezpieczeństwa, lepszej kontroli zasobów i surowców przetwórczych oraz poprawniejszego przystosowania do norm ochrony środowiska. S ystemy bezprzewodowe sprawdziły się doskonale m.in. w przemyśle farmaceutycznym, w aplikacjach monitoringu poziomu substancji w zbiornikach (zlokalizowanych w strefach ściśle chronionych) oraz w zakładach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków. Systemy bezprzewodowe odpowiadają za monitoring zbiorników, ochronę przed przepełnieniem oraz kontrolę przepływu w sieci wodociągowej. W artykule opisano pokrótce wszystkie trzy wdrożenia. Monitoring zbiorników Wykorzystanie systemów bezprzewodowych w firmie farmaceutycznej CSL Behring pozwoliło na zwiększenie bezpieczeństwa procesów produkcyjnych i poprawiło dostępność do niezbędnych danych. Jednocześnie usprawniono procesy decyzyjne i strategię produkcji. – Nadajniki bezprzewodowe pozwalają nam na monitorowanie poziomu substancji w zbiornikach w czasie rzeczywistym, zamiast ręcznego pomiaru dokonywanego raz dziennie przez pracownika – wyjaśnia Jeff Dabney, starszy inżynier procesów w CSL Behring. – Dzięki temu uzyskaliśmy znacznie lepszą kontrolę nad zasobami płynów i surowców. W aplikacji wykorzystano moduły bezprzewodowe Honeywell XYR 5000, które stworzyły możliwość: poprawy bezpieczeństwa pracowników dzięki wyeliminowaniu ręcznych pomiarów, redukcji emisji szkodliwych substancji do atmosfery, redukcji liczby połączeń kablowych, a tym samym zmniejszenia kosztów instalacji i jej późniejszego utrzymania oraz serwisu, CSL Behring monitoruje poziom substancji w zbiornikach w czasie rzeczywistym za pomocą nadajników bezprzewodowych Honeywell. Dzięki temu nastąpiła poprawa bezpieczeństwa pracowników dzięki wyeliminowaniu ręcznych pomiarów. Poza tym zredukowano liczbę połączeń kablowych, a tym samym zmniejszono koszty instalacji i jej późniejszego utrzymania oraz serwisu. 14 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle zwiększenia niezawodności systemu monitoringu oraz dokładności danych pomiarowych, które pozwalają na stosowanie bardziej precyzyjnych metod sterowania i regulacji, prowadzenia dokładniejszych, miarodajnych i szybkich pomiarów niezbędnych parametrów procesowych. W CSL Behring wytwarza się produkty pomocne w leczeniu takich chorób, jak hemofilia oraz inne zaburzenia krzepnięcia krwi oraz zaburzenia wytwarzania przeciwciał i układu immunologicznego. Ponadto produkowane są medykamenty używane do tamowania krwotoków w czasie operacji chirurgicznych oraz tzw. ekspandery plazmowe, stosowane przy oparzeniach, w chorobach krążenia oraz innych. W zakładach zlokalizowanych w 18 krajach zatrudnionych jest w sumie ponad 6 000 osób. Zbiorniki z alkoholem znajdują się zwykle na zewnątrz zakładów produkcyjnych. Dotychczas wyznaczeni pracownicy musieli wchodzić po wąskich drabinach na szczyt olbrzymich zbiorników (poj. ok. 40 000 litrów), liczących sobie niejednokrotnie nawet 50 lat, o wysokości ok. 4,6 m. – Nasi pracownicy zmuszeni byli do wychodzenia na te zbiorniki niezależnie od pogody – w słońcu, deszczu, śniegu i mrozie – stwierdza jeden z kierowników CSL Behering. Ręczna kontrola poziomu alkoholi w zbiornikach stwarzała dodatkowo realne zagrożenie bezpieczeństwa pracowników i całych zakładów, ze względu na możliwość wybuchu. Stąd też dążenie zarządu do wyeliminowania tej czynności. Okazało się jednak, że wybór właściwego rozwiązania technologicznego, zdolnego do pracy w strefie klasy 1. kategorii 1., wcale nie był taki prosty. – Aplikacja miała być zlokalizowana na zewnątrz budynków i przekazywać dane pomiarowe przez linie przecinające co najmniej kilka dróg wewnętrznych, po których poruszają się pojazdy technologiczne – mówi Jeff Dabney, starszy inżynier w CSL Behring. – Konieczne więc byłoby wykonanie specjalnych, odpowied- Urządzenia systemowe Weidmuller spełniały wszystkie wymagania stawiane przez pracowników JEA. Włącznie z darmowym dostępem do aplikacji programowych i prostotą ich użytkowania. nio zabezpieczonych tras kablowych, co generowałoby znaczne koszty instalacji systemu. Kładzenie linii kablowych na odcinkach o długości około 150 m było wysoce nieopłacalne. Dlatego też zdecydowano się na technologię bezprzewodową, gdzie koniecznym okazało się tylko zainstalowanie odpowiednich nadajników / odbiorników bazowych, umiejscowionych obok chłodni kominowej, w odległości około 300 m od zbiorników. Przetworniki ciśnieniowe w zbiorniku mie- Nadajniki bezprzewodowe pozwalają nam na monitorowanie poziomu substancji w zbiornikach w czasie rzeczywistym, zamiast ręcznego pomiaru dokonywanego raz dziennie przez pracownika. rzą ciężar zgromadzonego w nim alkoholu, wysyłając dane pomiarowe do bazowych modułów nadawczo-odbiorczych, które z kolei przekazują je do odpowiednich sterowników PLC. Pracownicy w każdej chwili mają dostęp do danych pomiarowych z poziomu ekranów komputerów PC. Ponieważ nie są już konieczne ręczne pomiary poziomu cieczy w zbiornikach, nie trzeba ich również otwierać. Dzięki temu do atmosfery nie wydostają się szkodliwe opary. Jeff Dabney przestrzega jednak tych, którzy chcieliby zainstalować system bezprzewodowy, że zawsze konieczne www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 15 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle jest dokładne sprawdzenie i przeanalizowanie terenu i miejsca. Zwłaszcza pod kątem możliwości zainstalowania bazowych modułów nadawczo-odbiorczych. – W naszym przypadku pomiędzy punktem pierwotnej lokalizacji modułu bazowego a czujnikami na zbiorniku znajdowała się System Weidmuller dał pracownikom oczyszczalni JEA możliwość monitoringu i pełnej kontroli nad transmisją danych oraz wydłużenia czasu działania baterii zasilających moduły transmisyjne. chłodnia kominowa, która nie działała jesienią, gdy uruchamiano system bezprzewodowy – wyjaśnia Dabney. – Jednak później, gdy zmieniła się pora roku i wzrosła temperatura powietrza, chłodnia zaczęła działać, powodując spore zakłócenia w transmitowanym sygnale. Konieczne było przeniesienie modułów bazowych w takie miejsca, aby powstała bezpośrednia linia komunikacji fal radiowych między zbiornikiem a modułem bazowym. Wówczas komunikacja zaczęła funkcjonować bez zarzutu. Zapobieganie przepełnieniom w oczyszczalni Zapobieganie przelaniu ścieków w zbiornikach to kwestia niezwykle istotna dla wszystkich zakładów oczyszczania ścieków i uzdat- 16 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com niania wody. Konieczne jest tam zachowanie bezpieczeństwa i czystości, zgodnie z wymagającymi normami ochrony środowiska i zdrowia ludzi. Strefy, w których realizowane są te procesy, mają zwykle klasę 1., kategorię 1. Jedna z amerykańskich oczyszczalni – JEA w Jacksonville w stanie Floryda zainwestowała w instalację wysoko odpornego na zaburzenia zewnętrzne systemu SCADA. Jego zadaniem jest kontrola i monitoring ponad 1 200 stacji, które tworzą aplikację monitoringu zbiorników ściekowych. Podstawowym zadaniem aplikacji jest ciągła kontrola stanu zapełnienia zbiorników i powiadamiania o ewentualnych zagrożeniach, aby interwencje serwisowe były jak najszybsze. Po przeprowadzeniu szeregu praktycznych testów poprawności działania i mocy transmitowanych sygnałów zdecydowano się na instalację technologii bezprzewodowej Weidmuller. O wyborze zadecydowała wysoka niezawodność i dobre wsparcie techniczne. Wiele innych testowanych technologii i rozwiązań niestety nie zdało egzaminu w rzeczywistych warunkach funkcjonowania aplikacji. Ostatecznie system komunikacji bezprzewodowej zainstalowano w 17 zbiornikach. Nadajniki umieszczone w ich wnętrzu muszą mieć na tyle silny sygnał, aby wydostał się na zewnątrz zbiornika, poprzez stalową pokrywę. Ponadto muszą być odporne na działanie szkodliwych substancji wewnątrz zbiornika oraz pracować dostatecznie długo przy zasilaniu bateryjnym. Kolejną konieczną cechą modułów jest mobilność. Tak, aby w przypadku reorganizacji lub modernizacji systemu nadajniki można przenieść w inne miejsce i swobodnie połączyć z siecią wymiany informacji oraz systemem SCADA. Urządzenia systemowe Weidmuller spełniały wszystkie wymagania stawiane przez pracowników JEA. Włącznie z darmowym dostępem do aplikacji programowych i prostotą ich użytkowania. W procesie instalowania i testowania systemu aktywnie uczestniczyli przedstawiciele lokalnego dystrybutora Weidmuller. Weryfikowali oni poprawność działania poszczególnych modułów i całego systemu wymiany informacji. Zaproponowana aplikacja dała pracownikom oczyszczalni JEA możliwość monitoringu i pełnej kontroli nad transmisją danych oraz wydłużenia czasu działania baterii zasilających moduły transmisyjne. Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Kładzenie linii kablowych na odcinkach o długości około 150 m było wysoce nieopłacalne. Dlatego też zdecydowano się na technologię bezprzewodową, gdzie koniecznym okazało się tylko zainstalowanie odpowiednich nadajników / odbiorników bazowych, umiejscowionych obok chłodni kominowej, w odległości około 300 m od zbiorników. Monitoring wodociągów Firma MTS Systems Sensor Division, przy współpracy z OleumTech, zrealizowała system monitoringu zaopatrzenia w wodę rezydencji w Pie Town. Jej mieszkańcy zgłosili potrzebę dokładniejszego pomiaru poziomu wody w zbiorniku ogólnym o pojemności około 11 500 litrów. Zastosowany system pozwala na efektywniejsze wykorzystanie zasobów zbiornika oraz jego ekonomiczne zasilanie i uzupełnianie. W aplikacji zastosowano czujnik poziomu cieczy Level Plus model MG, przeznaczony do pomiarów w zbiornikach składowania cieczy. Dane pomiarowe przesyłane są poprzez sieć Modbus do modułu OleumTech Level Mate Monitor. Transmisja następuje drogą radiową (przez obszar zadrzewiony i trzy ściany) do centrum zbierania danych OleumTech Data Hub, znajdującego się w zamkniętym budynku. Z kolei wyjścia tego modułu połączone są z siecią magistrali miejscowej, przez którą informacje przesyłane są do sieci lokalnej Ethernet i globalnej Internet. Dzięki takiemu rozwiązaniu użytkownicy systemu, korzystając z przeglądarki internetowej, mogą swobodnie przeglądać dane pomiarowe oraz ustalić indywidualny okres odświeżania wartości i częstotliwość odczytów z modułu radiowego. – System bezprzewodowy umożliwił nam uzyskanie dokładnych informacji o dostępności zasobów wody, zgromadzonych w zbiorniku, umieszczonym w odległości około 45 m od domu – wyjaśnia Anne Dorough, właścicielka rezydencji. – Ze względu na niepełnosprawność ruchową mego męża: nie jest on wstanie samodzielnie sprawdzać poziomu wody w zbiorniku. Prowadzenie ich przeze mnie, zwłaszcza w trudnych warunkach pogodowych, stwarzałoby zagrożenie dla mojego zdrowia. Dlatego zdecydowaliśmy się na omawiane rozwiązanie, z którego jesteśmy bardzo zadowoleni. Odizolowanie rezydencji państwa Dorough od innych zabudowań powoduje, że woda dostarczana jest tam beczkowozem. Nowy system monitoringu zasobów zbiornika pozwala właścicielom na monitorowanie ewentualnych wycieków, planowanie dostaw świeżej wody oraz optymalne użytkowanie urządzeń, które ją pobierają. Użytkowanie zautomatyzowanego i bezprzewodowego systemu monitoringu jest przy tym bardzo wygodne i bezpieczne. Zastosowane w nim czujniki MG prowadzą jednocześnie bardzo dokładne pomiary poziomu cieczy i jej temperatury. Są niezawodne, proste w instalacji i ewentualnej reorganizacji systemu. Zakres mierzonych przez nie odległości wynosi od 508 mm do 18 288 mm. Pracują przy zasilaniu 12 lub 24 V DC przez magistralę Modbus. Peter Welander Artykuł pod redakcją dra inż. Andrzeja Ożadowicza, adiunkta w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie W PRAKTYCE: DZIAŁ SPONSOROWANY PRZEZ HONEYWELL TECHNOLOGIA BEZRZEWODOWA W POMIARACH KOROZJI Wstęp Większość współczesnych inżynierów uważa, iż w dziedzinie przemysłowych pomiarów szybkości korozji wszystko lub prawie wszystko zostało już powiedziane. Od wielu lat na szeroką skalę stosuje się różnorodne techniki monitoringu korozji zaczynając od pomiarów grubości ścianek technikami ultradźwiękowymi, przez kupony korozyjne po bardziej zaawansowane technologie jak pomiary rezystancyjne (ER – Electrical Resistance), FSM (Field Signature Method) etc. Oprócz technik pomiarowych stosuje się ponadto mniej lub bardziej zaawansowane sposoby oceny ryzyka wystąpienia uszkodzeń wywoływanych procesami korozyjnymi czy wreszcie wprowadza się systemy kompleksowego „zarządzania korozją” (corrosion management). W tej perspektywie zadziwiające jest, iż nadal większość zdarzeń korozyjnych rejestrujemy „post factum”, czyli w momencie wystąpienia przecieku, eksplozji, itp., Co więcej, znalezienie czynnika odpowiedzialnego za intensyfikację procesów korozyjnych prowadzących do wspomnianych uszkodzeń nie jest łatwym procesem i wymaga znacznego nakładu środków finansowych (specjalistyczne testy laboratoryjne, analiza danych historycznych itp.). O wadze problemu, niech świadczy fakt, iż według różnych szacunków całkowite koszty zdarzeń związanych z korozją mogą sięgać nawet 4% PKB (w krajach uprzemysłowionych. Jakie są zatem przyczyny tak wielu porażek przemysłu w walce z korozją? Bez wątpienia jedną z nich jest konserwatywne spojrzenie technologów oraz inżynierów procesowych na problem pomiarów korozyjnych. Wielu z nich nie postrzega korozji jako tzw. zmiennej procesowej a więc parametru, który Rysunek 1. Kupony korozyjne 18 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com Rysunek 2. Przykład sond LPR może ulegać gwałtownym fluktuacjom, który może pojawiać się niespodziewanie i równie niespodziewanie znikać. Nie bez znaczenia jest tutaj fakt braku odpowiedniego powiązania danych korozyjnych z innymi parametrami procesowymi, czyli brak integracji z systemami sterowania (DCS). W ostatnich latach można jednak zaobserwować pewne pozytywne trendy w technikach pomiaru korozji skutkujące coraz częstszym wprzęganiem korozji do systemów sterowania i automatyki. Kluczowymi elementami są tutaj przesyłanie danych korozyjnych z dowolnego miejsca na instalacji w jak najkrótszym czasie, możliwość łatwej i szybkiej migracji punktów monitoringu korozji, płynna integracja z systemami sterowania itp. Na tym polu nowoczesne rozwiązania komunikacji bezprzewodowej (m.in. OneWireless) w technikach pomiaru korozji stanowią bez wątpienia milowy krok w rozwiązywaniu przemysłowych problemów korozyjnych. Przemysłowe technologie pomiaru szybkości korozji Historycznie najstarszą i równocześnie najchętniej stosowaną w przemyśle techniką pomiaru szybkości korozji jest metoda wagowa zwana również metodą kuponową. Polega on na pomiarze ubytku masy płytek stalowych – kuponów (Rysunek 1) eksponowanych w środowisku korozyjnym. Typowa długość jednego cyklu pomiarowego wynosi najczęściej 3060 dni. Podstawową zaletą metody kuponowej jest niski koszt jednostkowy pomiaru oraz możliwość uzyskania cennych informacji dotyczących np. osadotwórczości w układzie. Niezaprzeczalną wadą stosowania kuponów jest bardzo długi czas pomiaru, W PRAKTYCE Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Zaletą techniki LPR jest możliwość względnie szybkiego pomiaru szybkości korozji równomiernej. Metoda LPR nie jest jednak użyteczna w układach o niskiej przewodności elektrochemicznej i ponadto nie daje możliwości detekcji korozji wżerowej. Inną stosowaną w technice przemysłowej metodą pomiaru korozji jest tzw. metoda sygnatury pola (FSM – field signature method). Technika ta nie wymaga ekspozycji elementów pomiarowych w strumieniu procesowym i dlatego jest szczególnie przydatna w miejscach trudno dostępnych, gdzie zastosowanie typowych sond intruzyjnych jest niemożliwe. W technice FSM stosujemy system czujników (pins) przymocowanych do powierzchni elementu, który mamy zamiar analizować. Porównując spadek średniego napięcia na czujnikach pomiarowych z napięciem na elemencie odniesienia możemy wyznaczyć szybkość korozji równomiernej. Czas pomiaru: miesiące Czas pomiaru: dni, tygodnie Pomiary w czasie rzeczywistym (minuty, sekundy) Możliwość obserwacji zmian długoterminowych KOROZJA JAKO ZMIENNA PROCESOWA Przybliżona ocena korozyjności SmartCET Szybkość korozji Czas Czas Czas Rysunek 3 Popularne techniki pomiaru korozji versus czas odpowiedzi Zaletą techniki FSM jest możliwość monitorowania korozji wżerowej, do wad można zaliczyć trudności interpretacji danych oraz brak możliwości rozróżnienia zewnętrznych skaz oraz ubytków materiału testowanego elementu. Jedną z najciekawszych technik pomiaru szybkości korozji w strumieniach przewodzących prąd jest wprowadzona niedawno na rynek technologia OneWireless SmartCET®. Technika ta, bazująca na kombinacji trzech znanych metod: pomiaru impedancji, analizy harmonicznej oraz pomiaru szumów elektrochemicznych umożliwia dokonanie pomiaru zarówno szybkości korozji równomiernej jak i dokonać oszacowania potencjału korozji wżerowej (pitting factor). Ponadto technologia SmartCET® umożliwia wyznaczanie w systemie on-line stałej empirycznej B (Równanie 1), która w zależności od środowiska może zmieniać swoją wartość w przedziale od 10 do 200mV – w tradycyjnych przetwornikach LPR stosuje się zazwyczaj ustaloną wartość stałej B na poziomie ok. 30mV. Pomiary rzeczywistej wartości stałej B daje możliwość bieżącej weryfikacji i uaktualniania wartości szybkości korozji równomiernej. Ponadto analizując zmiany kolejnego mierzonego parametru – Wskaźnika Mechanizmu Korozji – (CMI – Corrosion Mechanism Indicator) – mamy możli- PRZETWORNIK DANE KOROZYJNE KOROZJONISTA tygodnie, miesiące DANE KOROZYJNE Rp = B/icor Równanie 1. gdzie: Rp – opór polaryzacji (∆E/∆i); icorr – prąd korozyjny; B – stała empiryczna LPR, ER, Okresowe przeglądy UT unowocześnione ER, Ubytek metalu toda rezystancyjna (ER – electrical resistance). Technologia ER polega na pomiarze oporu elementu pomiarowego eksponowanego w środowisku korozyjnym. Ubytek masy elementu pomiarowego skutkujący zmianą jego rezystancji pozwala na proste obliczenie liniowej szybkości korozji. Podstawową zaletą techniki ER jest możliwość jej stosowania we wszystkich możliwych strumieniach procesowych m.in.: węglowodorowych, wodnych, gazowych, parowych itp. Do głównych wad metody ER należą między innymi czas odpowiedzi jak również brak możliwości różnicowania korozji wżerowej, która należy do najbardziej groźnych form korozji. Do pomiarów szybkości korozji w strumieniach przewodzących prąd (układy wód chłodzących, rafineryjne wody kwaśne itp.) stosuje się najczęściej metodę pomiaru oporu polaryzacji (LPR – Linear Polarization Resistance). Zasada działania techniki LPR polega na przyłożeniu do elementu pomiarowego (elektrody) niewielkiego, zmiennego potencjału (w granicach 10-30mV) i następnie mierzeniu odpowiedzi prądowej. Stosunek przyłożonego potencjału do wartości odpowiedzi prądowej określamy mianem oporu polaryzacji, i jest on odwrotnie proporcjonalny do wartości prądu korozyjnego (lub upraszczając do szybkości korozji równomiernej), zgodnie z uproszczonym równaniem 1. Kupony, Ocena wizualna, przeglądy UT Szybkość korozji przez co możemy jedynie monitorować skumulowany efekt korozyjny bez możliwości wglądu w krótkotrwałe trendy zmian. Rozwojową wersją metody kuponowej jest me- SONDA KOROZYJNA ZMIANA PARAMETRÓW PROCESU tygodnie, miesiące OPERATOR, TECHNOLOG Rysunek 4. Schemat obiegu danych korozyjnych w typowym układzie przemysłowym www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 19 W PRAKTYCE Nowe limity bezpieczeństwa Ciśnienie Temperatura Korozja Przepływ pH, itp. Nowy model oceny ryzyka “Nowy model” (Projektowanie, Testy, Weryfikacja, Implementacja) a) Sytuacje alarmowe - działanie b) Raport efektywności Dane dodatkowe: laboratorium, instalacja Dane z DCS Możliwość integracji z modułami np.: Operations Management, Alarm Management Rysunek 5. Schemat nowej koncepcji zintegrowanego systemu oceny ryzyka korozyjnego na instalacjach przemysłowych wość oceny zmian zachodzących na powierzchni elektrod (tworzenie osadów mineralnych lub biologicznych, tworzenie warstwy pasywnej itp.). Zastosowanie specjalnych technik próbkowania oraz algorytmów obliczeniowych skraca pojedynczy cykl pomiarowy do zaledwie 30 sekund, co czyni korozję rzeczywistą zmienną procesową (Rysunek 3). Dopiero w tym momencie można rozważać pełną integrację pomiarów korozyjnych z systemami sterowania procesem. Integracja pomiarów szybkości korozji z systemami sterowania (DCS) Do chwili obecnej w zdecydowanej większości przypadków dane korozyjne zbierane za pomocą kuponów, sond ER, sond LPR itp. były i nadal są traktowane jako odseparowany strumień danych, którego przetwarzaniem najczęściej zajmują się wyspecjalizowane działy korozjonistów lub specjalistów materiałowych. Sytuacja ta jest konsekwencją stosowanych rozwiązań pomiarowych bazujących najczęściej na okresowym odczycie danych z odpowiednich przetworników a następnie ich manualnym przetworzeniu za pomocą wyspecjalizowanego oprogramowania. Pełny cykl analizy sytuacji korozyjnej od momentu uzyskania danych pomiarowych do momentu np. modyfikacji parametrów procesowych trwa co najmniej miesiąc (Rysunek 4). Nowoczesne rozwiązania techniczne (np.: OneWireless SmartCET®) umożliwiające przesył danych korozyjnych bezpośrednio do systemu sterowania w minutowych/sekundowych interwałach czasowych dają służbom nadzoru procesu (operatorzy, technolodzy) pełny wgląd w bieżącą sytuację korozyjną na instalacji. Już nie miesiące czy tygodnie, ale minuty i sekundy dzielą operatorów procesu od momentu wystąpienia zagrożenia korozyjnego do jego wykrycia, analizy i eliminacji. Zatem, możemy również zmodyfikować koncepcję zintegrowanego zarządzania korozją gdzie zmiany parametrów korozyjnych analizujemy w perspektywie zmian on-line pozostałych parametrów procesowych (Rysunek 5). Bezprzewodowe pomiary korozji w aplikacjach przemysłowych Jednym z ciekawszych przykładów praktycznego zastosowania bezprzewodowych systemów pomiaru korozji, jest ocena wpływu parametrów procesowych na korozyjność strumienia wody obiegowej w przemyśle papierniczym. Coraz ostrzejsze wymagania odnośnie zagadnień ochrony środowiska wymuszają na przemyśle pa- Strumień procesowy dostrzyk chemikaliów OBRÓBKA PROCESOWA Mieszalnik Korekcja pH woda obiegowa Komunikacja bezprzewodowa Rysunek 6. Uproszczony schemat układu do monitoringu korozji na strumieniu wody obiegowej 20 DCS CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com HC900 MultiNoda Punkt dostępowy W PRAKTYCE Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle 10.0 1.2 9.5 1 9.0 0.8 8.5 pH 0.6 8.0 0.4 7.5 0.2 7.0 0 6.5 intensyfikacja korozji wżerowej 6.0 2-09 -0.2 2-09 2-09 3-09 3-09 3-09 3-09 3-09 4-09 Współczynnik wżerowości pH poza zakresem pomiarowym Rysunek 7. Zmiany współczynnika wżerowości versus zmiany wartości pH wody obiegowej CZAS pierniczym podejmowanie zdecydowanych kroków ograniczających ilość zrzucanych ścieków. Zamykanie obiegów i recykling strumieni prowadzi jednak do powolnego, ale nieuniknionego pogarszania się jakości wody, co w niebagatelny sposób wpływa również na jej własności korozyjne. W tradycyjnych układach wody obiegowej (white water) w papierni, bez recyrkulacji, stężenia np. jonów chlorkowych kształtują się na relatywnie niskim poziomie 100-200ppm. Ten sam układ, ale z recyrkulacją wody wykazuje już zawartość chlorków na poziomie 400ppm, co nie pozostaje bez wpływu na całkowity poziom korozyjności strumienia. Z uwagi na charakter stosowanych materiałów konstrukcyjnych (najczęściej stale nierdzewne typu 316) kluczowym elementem ich odporności jest trwałość warstwy pasywnej. Niewielkie uszkodzenia mogą prowadzić do gwałtownej propagacji niebezpiecznej korozji wżerowej (dysproporcja obszarów anodowych i katodowych), co z kolei w układach pracujących pod obciążeniem (rolki) może propagować korozję naprężeniową. Na rysunku 6 przedstawiono uproszczony schemat pojedynczego układu do pomiaru szybkości korozji z wykorzystaniem komunikacji bezprzewodowej (OneWireless) zintegrowanego z istniejącym systemem sterowania. Na rysunku 7 przedstawiono wyniki niewielkiego fragmentu badań zależności parametrów korozyjnych (w tym przypadku współczynnika wżerowości) od zmian parametrów procesowych. W oparciu o wstępną analizę zmian kluczowych parametrów procesowych jak również ich potencjalnego wpływu na korozyjność strumienia wody obiegowej wytypowano poziom pH jako jeden z istotnych czynników mogących oddziaływać na korozję w układzie. Rzeczywiście, jak widać na rysunku 7, okres, w którym utrzymywał się podwyższony poziom pH (przekroczony zakres pomiarowy) idealnie pokrywa się z okresem wzrostu wartości współczynnika wżerowości. Ponieważ współczynnik ten określa prawdopodobieństwo wystąpienia korozji wżerowej w układzie widać wyraźnie, iż po uzyskaniu właściwego poziomu pH tendencja układu do inicjowania wżerów gwałtownie maleje (współczynnik <0.1). W oparciu o te wyniki w kolejnym etapie prac zostanie podjęta próba optymalizacji procesu tak, aby zminimalizować lub całkowicie wyeliminować okresy, w których występuje podwyższone prawdopodobieństwo pojawienia się korozji wżerowej. Podsumowanie Nowoczesne technologie pomiaru szybkości korozji w systemie on-line w kombinacji z możliwością bezprzewodowego przesyłania danych korozyjnych bezpośrednio do systemu sterowania dają niezwykłe możliwości do kontroli procesów korozyjnych w instalacjach przemysłowych. Obecnie już operator procesu, w sterowni zakładu, może aktywnie wpływać na modyfikowanie i neutralizację niebezpiecznych zmian parametrów procesowych odpowiedzialnych za, nawet chwilowy, wzrost korozyjności układu. Ponadto integracja pomiarów korozyjnych z systemami do optymalizacji procesu daje możliwość znaczących oszczędności nie tylko w obszarze bezpośredniego nadzoru korozyjnego, ale również m.in. w obniżaniu kosztów inhibitorów oraz chemikaliów stosowanych do obróbki strumienia procesowego z punktu widzenia jego korozyjności (np. neutralizatory). Dr inż. Sławomir Kuś Specjalista ds. korozji, Honeywell www.controlengpolska.com ● DODATEK CONTROL ENGINEERING POLSKA 21 Komunikacja bezprzewodowa w przemyśle Ekonomiczne radiomodemy serii RE Transparentne i ekonomiczne radiomodemy serii RE firmy RACOM pracują w licencjonowanym paśmie częstotliwości, w zakresie 400-470 MHz. Umożliwiają tworzenie rozległych sieci o dowolnej topologii, z punktami odległymi nawet o dziesiątki kilometrów, niezależnie od operatorów sieci GSM (brak opłat za przesyłanie pakietów danych, jakość i niezawodność transmisji nie jest zależna od chwilowego natężenia sieci komórkowej). Urządzenia pozwalają na ustawienie dwóch poziomów mocy wyjściowej (0,2 lub 2 W) oraz trzech różnych prędkości transmisji danych: 2,6 kbit/s w kanale 6,25 kHz, 5,2 kbit/s w kanale 12,5 kHz, 0,4 kbit/s w kanale 25 kHz. Radiomodemy serii RE wyposażone są w dwa interfejsy komunikacyjne: szeregowy RS 232 i Ethernet. Port Ethernetowy pozwala na wykorzystanie zwykłej przeglądarki WWW do konfiguracji parametrów, sterowania i diagnostyki (np. sprawdzania jakości i mocy sygnału dla indywidualnych połączeń w sieci). Radiomodemy RE mogą być zasilane bezpośrednio z sieci 10-30 V DC lub poprzez port Ethernet (PoE). Wyłączny dystrybutor produktów RACOM w Polsce: SABUR Sp. z o.o. www.sabur.com.pl Przetworniki bezprzewodowe serii XYR 6000 firmy Honeywell Przetworniki bezprzewodowe eliminują bariery monitorowania zmiennych z obszarów, gdzie zastosowanie tradycyjnych przetworników przewodowych jest zbyt kosztowne, skomplikowane lub wymaga dużo czasu. Urządzenia te zostały zaprojektowane z myślą o aplikacjach, które nie mają dostępu do zasilania, oddalonych lub trudno dostępnych, wymagających częstych zmian rozmieszczenia urządzeń lub specyficznych wymogów aplikacji. W skład rodziny przetworników XYR™ 6000 wchodzą urządzenia do pomiaru nadciśnienia, ciśnienia absolutnego, różnicy ciśnień, temperatury oraz korozji. Linia produktowa zawiera również interfejs wejść analogowych, służący do dodania cech bezprzewodowych urządzeniom 4-20 mA. Zasięg przetworników XYR 6000 wynosi do 610 m i jest zależny od topologii sieci. Pomiary ciśnień, różnicy ciśnień, temperatury oraz pomiary analogowe zapewniają dokładność ±0,1% zakresu pomiarowego. Cechy charakterystyczne: niezależny system zasilania (wbudowana bateria zapewnia działanie bez dodatkowych urządzeń zasilających do 10-ciu lat); wielofunkcyjny monitoring (monitoring stanu instalacji, generowanie alarmów i rejestracji zdarzeń z jednosekundowym czasem próbkowania); bezpieczeństwo (ochrona i bezpieczeństwo przesyłanych informacji poprzez zaawansowane szyfrowanie danych); wydajność (optymalizacja wydajności następuje przez współdzielenie pasm częstotliwości, nadawanie priorytetów oraz przesyłanie krytycznych informacji w pierwszej kolejności); możliwość obsługi różnych protokołów komunikacyjnych (dopuszcza się połączenie różnych systemów, wykorzystując komunikację w aktualnie stosowanych standardach sieci bezprzewodowych); znaczną redukcję kosztów (szybka i łatwa instalacja oraz oszczędność kosztów okablowania). www.honeywell.com.pl LANTRONIX WiPort – miniaturowy serwer seryjny OEM realizujący komunikację radiową (802.11b/g) i sieciową (Ethernet) WiPort to miniaturowy moduł (34 x 33 x 10 mm) w wersji OEM (do wbudowania), o wysokim stopniu integracji, przeznaczony dla wytwórców i projektantów, którzy w bardzo łatwy i szybki sposób chcą rozbudować swe urządzenia o możliwość komunikacji bezprzewodowej. WiPort wyposażony jest w: dwa porty szeregowe, własny niezawodny i sprawdzony system operacyjny, kompletny stos TCP/IP, wbudowany serwer stron WWW, możliwość wysyłania informacji o sytuacjach wyjątkowych (alarmach) pocztą elektroniczną, zestaw różnorodnych zabezpieczeń (256-bitowa szyfracja AES). Wbudowany serwer WWW, wykorzystujący aplety JAVA lub strony HTML, umożliwia poprzez standardowe przeglądarki internetowe komunikację z urządzeniem oraz wizualizację odczytów lub nastawów. Dzięki serwerom seryjnym firmy LANTRONIX możliwy jest zdalny nadzór z jednego miejsca wielu instalacji złożonych z tysięcy urządzeń zlokalizowanych w różnych miejscach na świecie. Z rozwiązań firmy LANTRONIX korzystają m.in.: HONEYWELL, BOSCH, SIEMENS, MOELLER, FANUC, LINDE. TRADEX SYSTEMS Sp. z o.o. www.lantronix.com, www.tradex.pl 22 CONTROL ENGINEERING POLSKA DODATEK ● www.controlengpolska.com Potężne możliwości komunikacyjne radiomodemów serii MR 400 Wąskopasmowy radiomodem MR 400 firmy RACOM pracuje w częstotliwości 350-470 MHz z mocą wyjściową regulowaną programowo (16 kroków) w przedziale od 0,1 do 25 W. W ofercie znajdują się modele wykorzystujące do transmisji kanały o szerokościach 12,5 kHz lub 25 kHz. Czas przełączania między nadawaniem a odbieraniem w trybie half-duplex jest krótszy niż 1,5 ms, co znacznie zwiększa efektywność transmisji. Transmisja danych drogą radiową osiąga prędkość 10,84 kbit/s w kanale 12,5 kHz i 21,68 kbit/s w kanale 25 kHz. MR400 obsługuje ponad 70 protokołów przemysłowych, w tym: Modbus, IEC, DF1, DNP3 i wiele innych. Wbudowane funkcje diagnostyczne umożliwiają zdalną kontrolę stanu urządzenia. Modułowa budowa pozwala dostosować funkcjonalności modemu do specyficznych wymagań klienta. Dodatkowe moduły: interfejsy szeregowe (RS 232, RS 232 optycznie izolowany, RS 422/485) Ethernet, automatycznie ustawiający prędkość na 10 lub 100 Mbit/s GPS, 16 kanałowy odbiornik z dokładnością do 2,5 m T-port, Ethernetowy konwerter na interfejs szeregowy RS 232 I/O (analogowe/cyfrowe). Wyłączny dystrybutor produktów RACOM w Polsce: SABUR Sp. z o.o. www.sabur.com.pl LANTRONIX XPress-DR+W – przemysłowy bezprzewodowy serwer seryjny z obsługą komunikacji radiowej 802.11b/g i Ethernet. XPress-DR+W to serwer seryjny, montowany na szynie DIN, pozwalający na szybkie i łatwe przyłączenie urządzeń asynchronicznych do sieci radiowej (802.11b/g) lub Ethernet, wspierający wiele protokołów przemysłowych (Modbus, DF1), wyposażony w ochronę przeciwprzepięciową portów szeregowych 15 kV. Pozwala, aby dowolne urządzenia asynchroniczne z interfejsem RS-232 (centralki alarmowe, czujki, sterowniki, czujniki, bramki, wagi) mogły być przyłączone do sieci Ethernet, WAN lub Internet. Unikatowa funkcjonalność SwitchPort+™ daje możliwość łańcuchowego łączenia rożnych urządzeń przemysłowych z pojedynczego przyłącza sieciowego. Oprogramowanie ComPort Redirector™ pozwala na stworzenie wirtualnych portów szeregowych dla urządzenia poprzez sieć (802.11, Ethernet). Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest zdalne zarządzanie z jednego miejsca, instalacjami złożonymi z tysięcy urządzeń zlokalizowanych w różnych miejscach na świecie. Z rozwiązań firmy LANTRONIX korzystają m.in.: HONEYWELL, BOSCH, SIEMENS, MOELLER, FANUC, LINDE. TRADEX SYSTEMS Sp. z o.o. www.lantronix.com, www.tradex.pl