ElektroPrůmysl.cz, březen 2020

ElektroPrůmysl.cz AUTOMATIZACE, ŘÍZENÍ A REGULACE 160 | březen 2020 Bezdrátové sítě Wi-Fi ve výrobě a dílnách Snížené náklady na ethernetové sítě vnášejí rychlou a levnou technologii do výrobních závodů a dílen. Vedlejší účinek ethernetu je vidět na použití bezdrátové technologie pro skupinu bezdrátových komunikačních protokolů Wi-Fi. Wi-Fi je v zásadě bezdrátový ethernet. Ja- kákoli aplikační vrstva vyšší úrovně a uži- vatelská vrstva mohou komunikovat přes Wi-Fi rychlostí až 1 GB/s bez znalosti sku- tečnosti, že se jedná o VF linku. Wi-Fi je nej- běžnější bezdrátová technologie, avšak má vážné problémy s fungováním v prostředí s elektrickým rušením, jakým je výrobní zá- vod nebo tovární dílna. Oblíbené standardy Wi-Fi-a/b/g (IEEE 802.11a, b a g) jsou teoreticky schopny do- sáhnout max. 54 MB/s při použití jednoho z 2,4 GHz kanálů. Avšak standard Wi-Fi-n (IEEE 802,11n), kterýmá teoretické jmenovité maximum na 600 MB/s, je ještě zajímavější. Wi-Fi-n umožňuje vazbu až mezi čtyřmi VF kanály, včetně 5 GHz pásma, pro dosažení vysoké rychlosti. Vlastnost Wi-Fi-n, která je pro průmyslové použití nejzajímavější, je využití technologie MIMO (více vstupů a více výstupů). Technologie MIMO je prokazatel- ně schopna eliminovat nežádoucí účinky odrazů, které deformují násobné cesty, což se projevuje jako oslabení signálu. MIMO dosahuje lepšího příjmu prostřednictvím detekce násobné cesty signálu a jeho zesíle- ní buď eliminací násobnosti, nebo fázovým posunem. Experimenty naznačují, že pou- žíváním Wi-Fi-n lze dosáhnout vynikajícího chování jak v závodech, tak ve výrobních prostorech s ocelovou kontrukcí, které zhor- šují fungování Wi-Fi-a/b/g. Ještě zajímavější je z tohoto pohledu Wi-Fi-ac (IEEE 802.11ac). Jak komerční, tak průmyslové verze zařízení Wi-Fi-ac se již úspěšně prodávají. Stejně jako Wi-Fi-n, i Wi-Fi-ac využívá MIMO a kanálové vazby pro rozšíření pásma, ale výhradně v pásmu 5 GHz. Lze vytvořit vazbu až osmi kanálů pro dosažení teoretické rychlosti 1 GB/s. V 5 GHz pásmu je k dispozici až 25 Wi-Fi kanálů. Sa- mozřejmě využívání bezdrátové technolo- gie přináší problémy zabezpečení a ochrany soukromí průmyslových sítí, což v případě pevných propojení problém nikdy nebyl. Bezdrátová technologie nabízí vynikající řešení problému vysokých nákladů kabe- lových vedení v průmyslových závodech a také nejlepší bariéru pro rázové vlny, kte- rým jsou průmyslová zařízení vystavena kvůli kabelovému připojení na síť. Cenou za tyto výhody bezdrátového systému je problém s napájením provozních přístrojů, která byly dříve napájeny stejným kabe- lem, jaký sloužil k přenosu dat mezi nimi a hostitelským systémem. Od poloviny roku 2015 nabízí řada výrobců bezdrátové pro- vozní přístroje odpovídající standardním specifikacím a určené pro napájení z bate- rií. S využitím výhody nízkoenergetického designu bezdrátových zařízení vzniká celé nové odvětví energeticky soběstačných za- řízení, které získávají energii z dostupných světelných, vibračních a tepelných rozdílů. Je pravděpodobné, že potenciální snížení nákladů odstraněním nutnosti instalací ka- belů a jejich údržby povede k rozšíření trhu bezdrátových senzorů budoucnosti. Kro- mě toho jsou nacházena nová použití bez- drátových zařízení pro průmyslová měření a kontroly. Tato použití byla dříve při použí- vání kabelových propojení neekonomická.