Sovellusalueet

Sovellusalueet

Täydellinen langattomuus

Monipuoliset vaatimukset: dynaamiset sovellukset, pitkät etäisyydet ja äärimmäiset ympäristöolosuhteet.

Tehdasautomaatio ja Industrial Wireless

Lisääntyvän prosessioptimoinnin, joustavuuden sekä koneiden ja järjestelmien tehostumisen myötä lisääntyy myös pyörivien tai mobiilien konejärjestelmien automaatio.

Samanaikaisesti koneiden ja järjestelmien mekaniikka muuttuu kompaktimmaksi ja monimutkaisemmaksi, ja tiedonsiirtotarve kasvaa. Näihin haasteisiin vastaaminen käytännössä tai taloudellisesti on nykyään usein mahdotonta ilman langatonta tiedonsiirtoratkaisua.

Seuraavassa on muutamia esimerkkejä valmistusautomaatiosta.

Tehdasautomaatio ja Industrial Wireless

Pyörivissä tai mobiileissa konejärjestelmissä käytetään yhä enemmän hajautettuja ohjausjärjestelmiä, älykkäitä moottorisäätimiä tai anturijärjestelmiä, jotka vaativat etähuoltoa. Edellytys sille on suorituskykyinen ja ennen kaikkea avoin Ethernet-tiedonsiirto.

Ethernet-tiedonsiirtoa ei voida käytännöllisesti toteuttaa tavallisesti käytettävien virtakiskojen kautta. Siksi näissä sovelluksissa Ethernet-tiedonsiirto usein toteutetaan Wireless LANin tai Bluetoothin kautta.

Autonvalmistus, materiaalivirran automaatio tai varastologistiikka: tarvittavat osat kuljetetaan usein kisko-ohjatuilla kannattimilla yksittäisten työasemien tai varastoalueiden välillä. Perinteinen sarjamuotoinen tiedonsiirto virtakiskon kautta keskusohjauksen ja liikkuvien kannattimien välillä ei vastaa nykyisiä vaatimuksia, koska siirtonopeus on vain muutamia kilobittejä sekunnissa.

Tästä syystä monissa näistä sovelluksista tiedonsiirto tapahtuu jo sujuvan ja nopean WirelessLAN-yhteyden kautta. Koko kuljetusmatkalle asennetaan erityinen aaltoputkiantenni, joka huolehtii vakaasta ja luotettavasta tiedonsiirrosta.

Autonomiset kuljetusjärjestelmät, varastotrukit ja -vaunut, jotka kulkevat omatoimisesti laitteistossa, lisäävät joustavuutta ja parantavat materiaalikuljetuksen tehokkuutta. Merkittävin etu: ne voidaan mukauttaa helposti nykyaikaisen tuotannon jatkuvasti muuttuviin vaatimuksiin ja olosuhteisiin. Autonomisten järjestelmien tiedonsiirto voidaan toteuttaa vain langattomilla järjestelmillä.

Sovelluksesta riippuen verkkoon on integroitava yli 100 mobiilia kuljetusjärjestelmää, jotka useimmiten liikkuvat laajalla alueella. Tällaiset sovellukset voidaan toteuttaa vain suorituskykyisen WLAN-verkon avulla. Häiriötön käyttö edellyttää WLAN-clientin nopeaa ja luotettavaa vaihtoa (Roaming) verkon eri WLAN-tukiasemien välillä. Phoenix Contactin WirelessLAN-moduulit on erityisesti optimoitu nopean Roamingin mahdollistamiseksi.

Langatonta tiedonsiirtoa käytetään jo nykyisin monissa hyllyvarastoissa teknisenä tai taloudellisena vaihtoehtona optisille siirtojärjestelmille. Monimutkaisemmissa sovelluksissa, joissa esim. useampia tavarankäsittelylaitteita käytetään yhdellä kiskolla, langaton tiedonsiirto on usein ainoa käytännöllinen ratkaisu

Lisäksi tavarankäsittelylaitteisiin asennetaan yhä useammin videokameroita, jotta ongelmatapauksessa syy voidaan selvittää nopean videoanalyysin avulla. Tämä sovellus vaatii korkeita siirtonopeuksia. Pelkkään ohjaustietojen siirtoon riittää Bluetooth-ratkaisu, mutta tietointensiiviset sovellukset pitää toteuttaa Wireless LANin avulla.

Tuotanto- ja varastonhallintajärjestelmiin integroidaan nykyisin täysin automaattisesti ohjattavia nosturijärjestelmiä. Signaalien toiminnallisesti turvallinen siirto on niissä perusedellytys.

Toiminnallisesti turvalliset nosturisovellukset (tandem-nosturit, törmäyksenestojärjestelmät jne.) voidaan toteuttaa helposti ja luotettavasti ProfiSAFE- tai SafetyBridge-ratkaisussa Bluetoothin kautta. WLAN-järjestelmiä käytetään etenkin monimutkaisemmissa sovelluksissa, kuten nosturiyhdistelmissä.

Automaatiokomponenttien luotettava integrointi nopeasti pyöriviin koneenosiin on haaste, erityisesti yhdistettynä PROFINET- tai EtherNet/IP-tiedonsiirtoon. Lavankäärintäkoneen käärinrengas pyörii jopa 60 kierrosta minuutissa lavan ympäri, kun lava kelmutetaan.

Kaapelinkäärintäkoneissa pyörintänopeus voi olla jopa yli 200 kierrosta minuutissa. Käytettävästä langattomasta tekniikasta riippumatta nopea liike ei kuitenkaan vaikuta langattoman tiedonsiirron luotettavuuteen. Sujuva langaton tiedonsiirto pääkytkentäkaapin ohjauksen ja pyörivän renkaan moottorien sekä I/O-asemien välillä mahdollistaa jatkuvasti luotettavan käytön.

Älylaitteet, kuten tabletit ja älypuhelimet ovat valloittaneet lopullisesti yksityishenkilöiden markkinat. Niiden käyttö lisääntyy jatkuvasti myös teollisuuden ohjaussovelluksissa ja graafisessa suunnittelussa. Trendi on vahva: älypuhelimia ja tabletteja käytetään myös koneiden ja järjestelmien tiedonsiirtoon - yritystietojen keruussa ja analysoinnissa, käyttöönotossa ja jopa ohjelmoinnissa tai ohjauksessa.

Tähän liittyen myös turvallisuus on ratkaisevassa asemassa. Teollisuuden langattoman järjestelmän pitää täyttää erityiset turvallisuusvaatimukset. Phoenix Contactin teollisuuskäyttöön tarkoitettu Wireless LAN -tukiasema WLAN 5100 on varustettu turvatoiminnoilla koneen ja verkon suojaamiseksi.

Infrastruktuuri

Infrastruktuurijärjestelmissä on usein vuosikymmenien ajan kehittynyt, laajalle haarautunut rakenne sekä useita hajautettuja ja etäällä toisistaan olevia järjestelmäosia. Tiedonsiirtorakenne on siksi yleensä epäyhtenäinen eikä useissa tapauksissa enää vastaa nykyisiä vaatimuksia.

Siitä huolimatta yhä enemmän mittausarvoja ja käyttöilmoituksia, esim. täyttötasot, pumppujen tehot tai virtausmäärät, pitää kirjata etäällä olevissa järjestelmäosissa ja siirtää keskusvalvomoon. Teollisuuden langattomien järjestelmien avulla monet näistä haasteista voidaan ratkaista helposti ja tehokkaasti.

Infrastruktuuri

Vesi- ja jätevesitalouden järjestelmiin kuuluu yleensä monia keskusjärjestelmästä useiden kilometrien päässä olevia asemia, kuten pumppu- ja vedenpaineen nostoasemat tai vesitornit. Anturiarvot, kuten lämpötilat tai täyttötasot, on kerättävä paikan päällä ja siirrettävä keskitettyyn mittausasemaan tai keskusvalvomoon. Paikallisesti kerätyt tiedot voidaan usein siirtää käytännöllisesti ja taloudellisesti keskukseen vain langattoman ratkaisun avulla, koska siirtoreitti on pitkä tai maastossa on esteitä.

Langattomat vakiotekniikat, kuten Wireless LAN tai Bluetooth, eivät kuitenkaan selviydy näin pitkistä siirtoetäisyyksistä. Erityisesti näitä sovelluksia varten on kehitetty langaton Trusted Wireless 2.0 -tekniikka. Sen avulla tietoja ja mittausarvoja voidaan siirtää useita kilometrejä, ja säädettävä siirtonopeus mahdollistaa joustavan mukauttamisen konkreettiseen sovellukseen. Kun langatonta järjestelmää käytetään toistinasemana, kantamaa voidaan pidentää entisestään.

Jotta kaukoverkon käyttö olisi mahdollisimman sujuvaa, virtausmäärä ja paine-ero on asetettava optimaalisiksi. Tätä varten putkistossa kerätään säännöllisin välein prosessitietoja, jotka siirretään etäällä sijaitsevaan ohjausjärjestelmään.

Mittaustietojen siirto keskusvalvomoon edellyttää langatonta ratkaisua. Pitkien putkijohtojen valvonta voidaan toteuttaa hyvin yksinkertaisesti ja taloudellisesti Trusted Wireless 2.0:n avulla, kun linjarakenteeseeen asennetaan toistinasemat.

Jätevedenpuhdistamossa on kerättävä ja valvottava yhä useampia mittausarvoja. Esimerkkinä selkeytysaltaiden lietepinnan taso. Lietepinnan tason mittauksessa käytetään suoraan pyörivään allassiltaan kiinnitettyä prosessianturia. Koska mittausarvojen siirto virtakiskokoskettimien kautta on huoltointensiivistä ja häiriöaltista, monissa jätevedenpuhdistamoissa tiedonsiirto tapahtuu jo langattomasti. Vaatimuksista ja etäisyydestä riippuen langaton ratkaisu voidaan toteuttaa Bluetoothin tai Trusted Wireless 2.0:n avulla.

Voimalan haltijan on dokumentoitava jäähdytysveden syötön ja poiston taso- ja lämpötila-arvot. Tätä varten maastoon asennetaan mittausasemia. Mittausarvot on siirrettävä keskitettyyn ohjausjärjestelmään käsittelyä ja arkistointia varten.

Usein tiedot lähetetään ensin hajautetuissa rakennuksissa oleviin keräysasemiin ennen siirtämistä ohjauskeskukseen. Langattoman tiedonsiirron edellytyksiä ovat useamman kilometrin kantama, helppo laajennettavuus sekä vikaturvalliset Mesh-verkot. Trusted Wireless 2.0:n avulla tällaiset sovellukset voidaan toteuttaa helposti.

Energianhallinnan merkitys korostuu jatkuvasti, ja se on erityisesti teräs- tai kemianteollisuuden energiaintensiivisissä laitoksissa tärkeä kustannustekijä. Energianhallintajärjestelmä auttaa laskemaan energiakustannuksia huomattavasti. Jotta energiankulutusta kuitenkin voidaan säädellä kohdistetusti, useita parametreja on kerättävä koneista ja järjestelmistä keskitetysti ja paikan päällä verkkokäyttöisten energianmittauslaitteiden avulla.

Olemassa olevissa järjestelmissä ei usein ole tarkoitukseen sopivaa infrastruktuuria, ja ne vaativat jälkiasennuksen. Mikäli mittausasemat ovat etäällä tai vaikeapääsyisissä paikoissa, langaton verkko on tarpeen. Tiedonsiirron vaatimuksista riippuen voidaan käyttää Wireless LANia tai, esim. laajoissa järjestelmissä ja RS485-tiedonsiirrossa, Trusted Wireless 2.0 -tekniikkaa.

Tiedonsiirtokykyinen teollisuusjärjestelmä perustuu suorituskykyiseen Ethernet-verkkoon. Usein kaikkia hajautettuja järjestelmäosia ei kuitenkaan voida integroida verkkoon kaapeliyhteyden kautta. Monissa tapauksissa tarvittavien kaapelien asennus on liian kallista tai se ei ole lainkaan mahdollista, koska yksittäisten toimipaikkojen välinen maasto kuuluu muille tai siinä on esteitä.

Tällöin yhteys voidaan muodostaa suorituskykyisten WLAN-radiolinkkien kautta, jolloin saavutetaan jopa 300 MBit/s:n tiedonsiirtonopeus. Kun näkyvyys on esteetön ja korkeus asianmukainen, nopeat yhteydet ja jopa 1 000 metrin siirtoetäisyys voidaan toteuttaa varsin vähäisillä asennustöillä. Tilasignaalit tai sarjamuotoiset tiedot voidaan radiolinkin ja Trusted Wireless 2.0:n kautta siirtää jopa useita kilometrejä.

Öljykentillä on järjestelmiä, jotka koostuvat hajallaan olevista ja itsenäisesti toimivista pumpuista. Nämä pumppuasemat ovat usein monia kilometrejä etäällä toisistaan. Verkkokaapelia ja yleensä GSM-verkkoakaan ei ole. Aikaisemmin työntekijöiden piti ajaa pumpulta toiselle, ja lukea tiedot paikan päällä.

Tämä on johtanut nykyiseen trendiin: öljykenttien digitalisointi (Digital Oilfield) nopeampien ja edullisempien analyysien sekä tehokkaamman valvonnan mahdollistamiseksi. Kaikki asemilta siirretyt mittausarvot ja signaalit on kerättävä etäällä sijaitsevaan valvomoon ja näyttää siellä. Luotettava signaalinsiirto on etusijalla. Koska pumppuasemien prosessit ovat vähemmän dynaamisia, nopeus ei ole merkittävässä asemassa.

Trusted Wireless 2.0 -tekniikka on suunniteltu erityisesti teollisuusympäristön vaatimuksiin, ja tekniikkaan integroidut toistintoiminnot ja itsekorjautuvat Mesh-rakenteet tekevät siitä optimaalisen ratkaisun eri asemien ja valvomon väliseen tiedonsiirtoon.

Tuulivoimaloiden haltijat voivat eräissä maissa säädellä varoitusvalojen voimakkuutta ympäristön näkyvyydestä riippumatta. Myös tuulivoimalan paloilmaisinlaitteistojen välinen langaton tiedonsiirto voidaan toteuttaa helposti. Langaton Trusted Wireless 2.0 -tekniikka huolehtii tehokkaasta ja luotettavasta signaalinsiirrosta useamman tuulivoimalan välillä.

PHOENIX CONTACT OY

Niittytie 11
FI-01300 Vantaa
Contact Center:
+358 (0)9 3509 0290

Tekninen asiakaspalvelu:
+358 (0)9 3509 0260

Puheluiden hinnat 1.6.2016 alkaen 8,35 snt/puhelu + 16,69 snt/minuutti.

Tämä sivusto käyttää evästeitä. Jatkamalla sivuston selaamista, hyväksyt evästeiden käytön. Lue lisää ehdoistamme.

Sulje