Bezdrftov6 siti u prfimyslov6 praxi:

tdma
4#
ffi
W
%d
&
ffi
&
w
ffi
k
praxi:
Bezdrftov6
siti u prfimyslov6
piikladypouiiti
w
\f M*
ffi
ffi
affi
w
ffi
w
xffi
tu
%ffi
M
w
ffi
V disle 312007dasopisuAutoma byl zveiejndn piispdvek Proi bezdrdtovd snimaie?
(str. 64-65) se zdkladnim popisem novlich
bezdr{fiovych snimadt od firmy Emerson Process Management.Tento dl6nek se k t6matu vraci a popisuje ndkter6 typickd piiklady pouZiti bezdrfitovych snimadfi v automatrzadni praxi.
Ulohy, jeL lze ie5it s vyuZitim bezdr6tovjch snimadti, lze rozdllit podle plo5n6ho pokryti do tii zirkladnich skupin: bezdrdtov6 sit6 velk6ho dosahu, napi. pro rozlehl6 distribudni soustavy, bezdr6tov6 sit6
stiedniho dosahu,d. v r6mci jednoho podniku, a bezdr6tov6sitd mal6ho dosahu,v r6mci jedn6 vjrobni linky nebo jednoho provozniho zaiizeni. Pro kaZdou skupinu jsou,
kromd poZadovan6ho dosahu bezdriftovych
zaiizeni, typick6 takd jind objemy pienS5enlfch dat, poZadavky na rychlost, spolehlivost atd., a proto se li5i i technika, kter6 se
v nich pouLiv6.
mace ze snimade(iZ existujiciho nebo nov6
instalovan6ho)dodavatelipiimo. Stejndjako
u telemetricklich riloh, i zdelze vytLit kabelov6 pienosy - s vlihodou tam, kde jiZ kabe1ov6vedeni existuje. To ale nebliv6 tak dastli
piipad; zatimco u d6lkovych odedtt v domech
a bytech je vdt5inou k dispozici napi. telefonni linka, u z6sobnich tankt tomu tak neni.
zapisovaie
Bezdr6tov6
V reguladnich stanicich zemniho plynu.
hydrologicklfch vrtech a mnohfch podobnych
zaiizenich se uplatiuji zapisovade,kter6 dlouhodobd zaznamendvajidasovyprubdhnamdienfch hodnot. Obdas k nim piijede technik.
vym6ni roli papiru, doplni inkoust a zdznam
odveze k analyze.V soudasn6dobd se tyto
zilznamniky mnohdy nahrazuji spolehlivdj 5i -
sitdprologistiku
Bezdr6tov6
Typichjm piikladem pouZiti bezdriiovy ch
siti velk6ho dosahujsou telemetrick6 flohy
v plynarensklfch, vod6renskychnebo energeticklfch distribudnich soustav6ch.Zde se bezdrdtov6 sitd, popi. rizn6, kombinace bezdr6tovlich siti s pienosem dat prostiednictvim
vyhrazenych metalicklfch nebo optickych
kabehi, telefonnich linek nebo nap6jeci sitd,
pouZivaji uZ dlouho a risp65nd.
Existuji ale i jin6 moZnosti pouLitibezdrir
tovych siti velk6hodosahu.SpolednostEmerson ProcessManagementuv6di jako piiklad
logistiku paliv, zkapaln6nlichplynt nebo speci6lnich chemik6lii, distribuovanych dodavateli v cistern6ch konednym zitkaznikim.
Zde jsou tyto produkty skladovdnyv z6sobnich tancich. Jsou-li na tdchto tancich umistdny hladinomdry s bezdr6tovlfm pienosem
dat, mfiZe dodavatelsledovatspotiebu svych
zftkaznikl&a 16pepl6novat jejich z6sobovSni. Tim se sniZuji n6klady na dopravu (podle
spolednostiEmersono 5 ai.25 7o) a soudasnd se zamezuje to, aby z6soba dod6van6ho
produktu byla zcela vyderp6na.
Prod v tomto piipadd polLit prind, bezdr6tov6 pienosy dat? Na z6sobnich tancich
obvykle jiZ snimad polohy hladiny je nainstalov6n,ale jeho vystup je zavedendo iidiciho nebo informadniho syst6mu zitkaznika.
Pro dodavateleje obtiLn€ a dasto neie5iteln6
ziskat od svych zitkazniki moZnost piistupu
do tdchto systdmt, aby mohl piimo zji5tovat aktudlni stav ztsob dod6van6ho produktu. Jednodu55imie5enim je pien65et infor-
28
koliv provoznim piistrojem s vlistupem 4 ai
20 mA/HART. Pro napifeni mtrZe byt opatien napi. fotovoltaickym panelem (oviem
tam, kde fi je napdjenipiivedeno, lze u5etiit a zakoupitindik6tor rbez tohoto panelu).
Data jsou pied6v6nado sitd GSM a opr6vndny uLivatel k nim mtZe piistupovat prostiednictvim zabezpeden6webov6 aplikace iTraXc
v podstatdodkudkoliv z internetu. Lze naprogramovat, a to i na d6lku, meze alarmfi, interval sbdru a pienosu dat a dal5i parametry.Pro
pienos dat se vyuLivitbdLnt veiejn6 sit'GSM
se sluZbouGPRS. Pro desk6,resp. evropsk6
zftkazniky je tu jedna 5patn6zptlxa: indik6tory 753R maji prozatim pouze vfstup pro
americk6sitd 850/1 900 MHz, a nelzeje tedy
poulit v Evrop6. Evropskd yerze se nicmdnd
chyst6 a mdla by bft uvedena na trh v nejbliZ5i dob6.
Obr. 1. lndikdtor 753R s vystupem do sitd
GSM/GPRS lze pouZft v kombinoci se viemi
provoznimi snimaii s vystupem 4 o2 20 mA/
/HART
Piesto i zdelzevyluLit telefonni sit'- ov5em
nikoliv kabelovou, ale bezdrffiovou.
SpolednostEmerson pro tyto rilohy nabizi indikdtor 753R (obr. 1). Tento bezdrdtovy
indik6tor lze pouLit v kombinaci s jaklim-
mi bezpapirov;fmi, s elektronickym zdznamem, ale zitkladni probldm ztntfn6:kzaiizeni, dastona odlehl6m,Spatndpiistupn6mmistd, musi dojet obsluhaazinnam s daty odv6zt.
V mezidobi nejsou k dispozici Lddn€ridaje:
ani mdien6 hodnoty, ani informace o tom, zda
zapisovadv poiddku pracuje. Re5enim mriZe
b;it op6t indikS'tor753R. Neni-li k dispozici
sit'ov6napileni, j e moZn6 vyuLit fotovoltaickd
panely. I bez nich mfiZe indikiltor pracovataZ
pdt tlidnfi pouze s nap6jenim zbateii.Indik6tor m6 tak6 vlastni pambt'namdienlfchhodnot
(kapacitaje 400 fdajri) a lze
nastavit interval jejich odesi16ni prostiednictvim sitE
oper6torsk6
stanice,
GSIWGPRS.JemoZn6vyuZit
inZenfrsk6
propriet6rnirddiovl, sit6,ieL
i
stanice,
ildrZba,
byv aji v n6kteqfchprovozech,
konfigurace
kde se mohou bezdrdtovd
zaiizeni
zapisovadeuplatnit, k dispozici.
piesiekuii
Bezdrftovd
piessilnici
provozni zaiizeni
Obr. 2. Pouiiti modulu sbdrnicovdho rozhronf Rosemount 3420
pro bezdrdtovy pienos dot
Piedchozi kapitoly se
zabyvaly pienosem dat na
velk6, v podstatdneomezen6
vzd6lenosti.V rdmci podni-
AUTOMA
6/2007
ku je ale n6kdy nutnd pien65etdata na vzd6lcnost i6dovd stovek metrfi nebo jednotek
kilometru. Typickfm piikladem je piemosGni ieky, Leleznl(,nitrati nebo silnice, kde je
kabelovy pienos obtilnd reahzovatelny.B ezdrdtovlim pienosem se zde vlastnd nahrazuje
ddst kabelov6hovedeni. Neni to ale tak proste. nebot r6diovli pienos m6 urdit6 omezeni. napi. z hlediska chov6ni v re61n6mdase.
koto se dastoukazujejako nejvhodndj5iie5enf alokovat do vzd6len6ho technologickdho
zaiizeni v5echny 1ok61niiidici funkce. Toto
zaiizeni potom funguje v podstatd autonomnd a do oper6torsk6a inZenlfrsk6staniceiidiciho syst6mu se pien65eji pouze data o jeho
stavu a dinnosti. Pro bezdriltoqi pienos lze
pouZit napi. sit' WiFi (bezdritovy Ethernet,
IEEE 802.11).Obd d6stitechnologiespojen6
timto bezdritovymkan6lem mohou mit vlastni .,kabelovy"komunikadni syst6m.V piipadE.Le je pouZit komunikadni syst6m Foundation Fieldbus (FF), lze zvolit modul sb6rnicov6ho rozhrani Rosemount 3420, kter'!
propojuje al, dtyii segmentyFF Hl a umoZiuje jim pied6vat data na rozhrani pro Modbus
RTU (RS-485), Modbus TCP/IP nebo FF
HSE (High SpeedEthernet), Na ethernetovf
port t6to jednotky lze piipojit vhodny modul
WiFi a data pien65etbezdrifiovd,(obr. 2).
Bezdrftov6
sftdv regulainich
smyikich
Lze polLitbezdrffiov€ sit6 i piimo v uzavienjch reguladnich smydk6ch? Y bezdr6tovych sitich nejsou data pien65ena kontinu6lnd, ale v urditych intervalech. Probl6m
je, Le dim krat5i je tento interval, tim v6t5i m6 rddiovlf vysilad spotiebu, a tim krat5i
dobu vydrZi pracovat bez vndj5iho nap6jeni
zbateni. U rychlfch ddjt by tedy bylo nutn6
i pfi pouZiti vyspdllich metod spr6vy nap6jeni a ,,alternativnich"zdrojri energie (vyuZiti
fotovoltaickych dl6nkri, teplotniho gradientu,
vibraci apod.) mdnit baterie velmi dasto,a tim
ztrirci poluliti bezdrffiovych snimadfi smysl.
Mnohd ddje ale z fyzlki.Jni podstaty nemohou b;it piili5 rychl6: hladina v zdsobniku
se pii dan6m prrimdru potrubi nemriZemdnit
iadovd v metrech za sekundu,teplota m6dia
v ndm nemfiZenajednouvzrust nebo klesnout
o desitky kelvinir. V tdchto piipadech nevadi, je-li doba latencer6diovd sitd ve stovk6ch
milisekund,nebo pfi slabdmsign6lua siln6m
ru5eni dokonce v sekund6ch.Potom by bylo
moLndbezdr6tovou sit' pouZit, ale je nutn6 si
napied odpovdddt na je5t6 jednu dfileZitou
otfuku: je pouZiti bezdrdtovd sitd v tdchto
piipadech ekonomicky vlfhodnd? Y pievdLn6 vdt5ind piipadri je odpovdd zfrporn|: neni
mnoho aplikaci, v nichZ by snimad, regul6tor
a akdni dlen byly tak vzd6len6, Leby bylo tieba pouZit bezdr6tovoukomunikaci a potfkat
se s ot6zkami jeji spolehlivosti, robustnosti
a chovdni v re61n6mdase.
Obn 3. Bezdrdtovd si( pro pienos diognostickych
Bezdrftov6
sitdv provozu
Bezdr6tovou siti mal6ho dosahuje mySlena sit s dosahemi6dovd maximSlndstovek
metrfi. Zde mohou bytbezdritov6 sitd typicky
pouZity k pienosu diagnostic[fch dat.
Ve zpracovatelsk6mprrimyslu se dasto
pouLivaji snimade s analogovym vystupem
4 aL 20 mA s moZnostipienosu diagnosticklich fdajt a parametru prostiednictvim protokolu HART. Sign6ly protokolu HART jsou
namodulov6nyna analogovy sign6l. Podle
Rona Helsona, vlfkonn6ho ieditele sdruZeni
HART CommunicationFoundation,je jen u asi
I0 7o srlma(ri s vystupem HART skutedndplnd
vyuLivitn jejich potencidl;u ostatnichseHART
vylLiv{,jen omezen6,vEt5inoupfi nastavov6ni parametrusnimadfi,ale diagnostikasenevyuZivd vribec. Dfivodem je nejdastdji zastanly
iidici syst6m,ktery nedok6Zeprotokol HART
zpracovat,a komunikadni infrastruktura,kter6
nedovededata piendst. Piitom ale vlastn6neni
nadaceABB Jiirgena Dormanna bude
> Affiffipsdpsruje
**efu*rFsk€Tato
finandnd podporovat vzddlixfni postgradu-
ssd#E*wi*s!6
ABB, piedni dodavateltechniky pro energetiku a automatrzaci, bude zaklildat nadaci se zSkladnim kapit6lem ve vlf5i 20 mil.
Svlicarsklfchfrankfi (16,4 mil. USD), jejimZ cilem bude podporovat talentovan6studenty technickjch a vddeckych disciplin.
AUTOMA6/2007
6lnich studentrirodnim stipendiem po dobu
maximdlnd pdti let. Nadace byla pojmenov6na po panu Jiirgenovi Dormanovi, kter;i
odchdzi do dfichodu z postu piedsedy piedstavenstvaspolednosti,na ndmZ prisobil od
roku 2001. V letech 2002 aL 2004 vykon6val
funkci generdlnihoieditele spolednosti.Stipendium bude ocendnimnejlep5ichschopnos-
tieba, aby tyto diagnostick6fdaje byly pien6Senydo iidiciho syst6mua zde zpracov6vdny.
Jejich cilem je syst6mAMS, urdenf pro prediktivni ridrZbu zaiizeni, jenZ nemusi bft na
iidicim syst6mu zi. isly. Chce-li uZivateltento
syst6mpouZit a neni-li spokojen s my5lenkou,
Le pro to bude muset rozsdhle rekonstruovat
cely iidrci syst6m,je na mistd uvaZovatobezdr6tov6 komunikaci. Emerson ProcessMana-
dat protokolem
HART
gement pro tyto i&Iy nabizi bezdrifiov6 sit6
s volnou topologii. Tyto sitd maji dv6 zil<Ladni qihody: zapw6,lze vybudovat bezdr6tovou
sit pro pienos diagnosticklich dat zcela nez6visle na pienosu analogovychsign6hipro ridely ilzeni a regulace(obr. 3) azadruh€,lze diagnostickou sit' velmi snadnoroz5iiovat - napi.
v prvni fdzi piipojit jen ndkolik nejdrileZitdjSich pfistrojfi a postupndpfid6vat dalSi. Jedinou podminkou je, aby v dosahupfipojen6ho
snimadenebo akdniho dlenu byl alespoi jeden
dalSibezdrdtovf snimad.
76wEr
Spolednost Emerson Process Management vidi v bezdrfitovych komunikacich velky potenci6l a podporuje jejich obecndpouZiti. Zdjemcttm o dal5i informace lze doporudit napi. webov6 kursy Plant Web University
(http:II plantweb.emersonproces
s.com).
(Bk)
ti a bude otevieno v5em studentfimpo cel6m
svdtd od roku 2008. Nadace bude podporovat velmi talentovandstudenty,kteii by jinak
nebyli schopni pokradovatve studiu technic[ich a piirodnich vdd, a umoZni tak n6rrist podtu potenci6lnich zam6stnanctifirmy
ABB. Nadacebude provozov6najako neziskov6 organizace,sidlici ve Svycarsku.Dal5i
informace pro kandid6ty jsou k dispozici na
(ed)
www.abb.com/fundation
29
'P
NQ
\QJ
.\<
+r,
E