Control Engineering na świecie
Print

Standardy sieci bezprzewodowych

-- sobota, 13 marzec 2010

Standard sieci bezprzewodowej ISA100 dla automatyki zmierza do ujednolicenia przemysłowych technologii bezprzewodowych. Osoby zaangażowane w tworzenie standardu sieci bezprzewodowej ISA100 poszukują struktury sieci łączącej możliwości wykorzystania wielu protokołów komunikacji stosowanych w przemyśle. Użytkownicy, dystrybutorzy, producenci sprzętu, integratorzy i pozostali uczestnicy procesu automatyzacji tworzą system broniący przed zalewem protokołów przemysłowych do bezprzewodowych aplikacji automatyki. Po posiedzeniu komitetu ISA100 w Kyoto w Japonii uczestnicy spotkania wyjaśniają, jak opisywany standard jest zorganizowany, i jak szybko jest rozwijany – w ramach ISA – w porównaiu do standardów już istniejących.

ISA stara się zaangażować więcej osób i dokonywać zmian szybciej, sugeruje Larry Pereira, wiceprzewodniczący Marketing Working Group komitetu ISA.

Wysiłki wydają się przynosić efekty. ISA skupia 600 członków, reprezentujących ponad 200 przedsiębiorstw z więcej niż 65 członkami z prawem głosu.

– Opracowanie pierwszej wersji standardu ISA100 – ISA100.11a Process Automation Applications Wireless Standard – zostało zakończone w grudniu 2008 r., przy czym prace postępowały szybciej niż przy jakimkolwiek opracowywanym dotychczas standardzie ISA – mówi Wayne W. Manges, jeden z dwóch wiceprzewodniczących komitetu pełnego standardu ISA100 i jednocześnie menedżer w OAK Ridge National Lab. – Dodatkowo od roku 2005, kiedy wprowadzono standard ISA100, wydano dwa raporty techniczne.

Znajome konwencje
Proces tworzenia standardu nie uległ jednak zmianie. Dla przykładu ISA100 przechodziła standardowy cykl życia: rozpoczynając od grupy osób zainteresowanych, przechodząc do grup studyjnych i grup roboczych. Równocześnie członkowie formułują misje i zakres prac. Mogą tworzyć informacyjne raporty techniczne, zalecane praktyki lub załączniki do standardu. Jeśli grupa robocza stworzy dokument standardu, język, jakim się posługuje, staje się językiem normy, tzn. „powinieneś zrobić to…”. Grupa robocza recenzuje dokument i zgadza się na jego język. Następnie wszyscy członkowie z prawem głosu czynią to samo, przedstawiając dokument do recenzji publicznej.

– Rozpoczęliśmy prace nad ISA100 od prośby skierowanej do wszystkich firm o propozycje – mówi Manges – i część z nich odmówiła współpracy z uwagi na problem praw własności. ISA100 wykorzystuje siedmiowarstwowy model komunikacji ISO i otwarcie wyjaśniliśmy, że nie możemy zagwarantować tego, iż standard pozwoli firmom na posiadanie pełnych praw do wszystkich warstw. Wybraliśmy najlepsze rozwiązania z każdej warstwy i w rezultacie byliśmy obiektem ataków ze strony niektórych sprzedawców – mówi Manges (jego zaangażowanie w technologie bezprzewodowe rozpoczęło się dziewięć lat temu, po tym, jak w prowadzonym przemysłowym programie DOE wykazano związek dokładności i efektywności systemu z liczbą zaimplementowanych czujników. – Implementacje bezprzewodowe pozwalają na efektywne kosztowo zwiększanie liczby czujników – zauważa Manges).
– Ponieważ ISA jest dobrze rozpoznawalna w świecie przemysłu, łatwiej jest przezwyciężyć zapędy konkurencyjnej walki przy tworzeniu standardu – mówi Pereira. – Użytkownicy zaczynają sobie uświadamiać, że ten standard jest otwarty, ponieważ każdy może się przyłączyć i bez jakichkolwiek barier uczestniczyć w pracach zespołu, aby zadbać o swoje potrzeby. To jest wyższa forma współpracy.

Proces standaryzacji wymaga konsensu, co czasami jest zadaniem niezwykle trudnym do osiągnięcia – mówi Patrick D. Schweitzer, inny z wiceprezesów pełnego komitetu ISA100 i jednocześnie inżynier w ExxonMobil Research and Engineering. Ale kiedy amerykański Narodowy Instytut Norm i Technologii (National Institute of Standards and Technology; NIST) rozpoczął swoje warsztaty na temat inteligentnych sieci Smartgrid, konsorcja są w stanie wypracować specyfikacje zdecydowanie szybciej. Ich kosztem jest udział w pracach. Jak mówi: – Z ISA możemy uzyskać najlepsze z najlepszych rozwiązania. Może to potrwać troszkę dłużej, ale gwarancją jest stabilny dokument.

Jak stwierdza Schweitzer, ExxonMobil bierze udział w pracach ISA100, ponieważ poleganie na zastrzeżonych lub stworzonych przez konsorcja specyfikacjach, na które nie mamy wpływu, jest ryzykowaniem przyszłego bezpieczeństwa, a nasze zaangażowanie zwiększa margines bezpieczeństwa. Uważamy, że jest to najlepsza droga do utrzymania swobody działania.

Grupy ISA100
Członkowie ISA100 są podzieleni na kilkanaście tematycznych grup roboczych (WG), którym przydzielono określoną numerację. Dokument standardu stworzony przez daną grupę otrzymuje numer zgodny z konwencją nazewnictwa ISA100.xx. Poniżej przedstawiamy skróconą listę grup i wyjaśniamy, czym się one zajmują.
WG1: ISA100.1. Integracja. Scala standard i ułatwia powstawanie nowych grup roboczych. Stworzyła raport techniczny opisujący podstawy działania sieci bezprzewodowych TR100.00.01.2006 „The Automation Engineer’s Guide to Wireless Technology Part 1: The Physics of Radio, a Tutorial.”
WG2: Techniczne kryteria oceny propozycji. Grupa „Ja chcę pracować” aktywizuje użytkowników do sprecyzowania oczekiwań. Odkąd ISA100.11a zebrała wszystkie dotychczasowe wymagania, grupa ta nie jest obecnie aktywna – mówi Wayne Manges.
WG3: ISA11.a, sieć bezprzewodowa w monitorowaniu procesu. – Użytkownicy pytali o technologie czujników bezprzewodowych w środowisku przemysłowym dla czujników o czasie zwłoki rzędu 100 ms lub dłuższym – wyjaśnia Schweitzer.
Pierwszy szkic zebrał ok. 2500 komentarzy skutkujących znaczącymi poprawkami poprawiającymi czytelność. Drugi szkic został przegłosowany i skierowany do publicznej recenzji na zgodność ze standardem ANSI. Wynik pierwszego głosowania dochodził do 2/3 za; drugą wersję dokumentu poparło 23 z 24 głosujących. Oczekuje się, że ostateczna wersja stanie się standardem ANSI. Jak mówi Schweitzer, producenci nie czekają i dostosowują się do standardu, zanim wejdzie on w życie. Część firm, członków ISA, wyprodukowała już prototypy urządzeń i gotowe produkty, zgodne, już lub po niewielkich zmianach, z ISA100.1a. Również Chinese Institute of Technology jest w trakcie budowy urządzeń do testowania standardu – dodaje.
WG8: Grupa analizująca oczekiwania użytkowników względem żywotności baterii.
WG12: ISA100.12, zbieżność z Wireless-HART. Członkowie grupy spotykają się od ponad roku, aby sprawdzić współpracę urządzeń zgodnych z ISA100.11a i WirelessHART. Ostatnio myślimy o urządzeniach obsługujących oba protokoły, co pozwoliłoby, aby HART utrzymał prawa własności do swoich rozwiązań, a użytkowników odciążyło to od myślenia o kompatybilności sprzętu. Grupa ta pracuje nad dokumentem porównującym oba standardy. Jedną z różnic jest to, że WirelessHART potrzebuje routerów, a ISA100.11a – nie.
WG15: Kręgosłup sieci bezprzewodowej. Zajmuje się tym, co dzieje się za bramą sieciową, zastępując przewodową sieć Ethernet w pomieszczeniach kontroli. – To jest całkowicie różny zbiór oczekiwań, zawierający bezpieczeństwo, wideo i możliwość obsługi wielu protokołów – mówi Manges.
WG16: Automatyka przedsiębiorstwa. Grupa stworzy standard sieci bezprzewodowej dla automatyki w przedsiębiorstwie, zakładając między innymi krótsze czasy niż te w ISA100.11a. Szkic dokumentu zawierający wymagania został już przygotowany. Zaangażowani w ten proces są m.in. Procter & Gamble, producenci samochodów i inni.
WG21: Śledzenie i identyfikacja ludzi i towarów. Zawiera RFID i inne pokrewne technologie. Grupa ta stworzyła już odpowiedni raport techniczny.
Koegzystencja. Opisuje dwie, niekoniecznie ze sobą współpracujące sieci, działające na jednym obszarze. Przykładem jest zachowanie ISA100.11a na terenie, w którym pracuje WiFi – mówi Manges. – Jest to proces, który zapewnia, że współpracujące sieci mogą efektywnie wykonać ich wspólne zadania.
Komercjalizacja. Poza zadaniem tworzenia standardu, grupy certyfikujące będą testowały urządzenia na zgodność ze standardem – mówi Manges. – Jedna z grup certyfikujących, ISA Wireless Compliance Institute, przygotowuje właściwy zbiór testów.

Artykuł pod redakcją dr. inż. Pawła Dworaka

WiFi na kłopoty
Paweł Podsiadło, menedżer produktów Satel oraz Korenix, ASTOR

Możliwość implementacji rozwiązań bezprzewodowych w aplikacjach przemysłowych zauważyliśmy już ponad 10 lat temu. Rynek automatyki szybko pokazał, że komunikacja z wykorzystaniem radiomodemów znalazła stałe miejsce w sterowaniu i monitoringu urządzeń. Wyraźne zmniejszenie kosztów bieżącej eksploatacji, możliwość instalacji w miejscach trudno dostępnych lub tam, gdzie budowa infrastruktury kablowej wiąże się z wysokimi nakładami finansowymi, są argumentami, które przekonują do migracji w kierunku rozwiązań bezprzewodowych. Szybki rozwój tego segmentu zachęcił nas do wzbogacenia oferty o urządzenia do bezprzewodowej komunikacji ethernetowej – WiFi (2,4 i 5,4 GHz) oraz o modemy do komunikacji w standardzie GSM/GPRS. Oferowana przez radiomodemy stabilna komunikacja „online” pozwala na ich wykorzystanie do zdalnego sterowania i gromadzenia danych, np. w systemach załadunkowych. Urządzenia WiFi dzięki wysokiej przepustowości doskonale nadają się do monitoringu wideo oraz do przesyłania danych produkcyjnych z urządzeń sterujących do centrum zarządzania produkcją. Technologia GPRS z kolei pozwala na zdalne serwisowanie urządzeń, dając serwisantowi możliwość łatwego przesłania aplikacji sterującej do danej maszyny. W razie wystąpienia awarii urządzenie może automatycznie wysłać wiadomość SMS do służb utrzymania ruchu, minimalizując czas potrzebny na serwis.

Autor: Mark T. Hoske


 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Katalog

WAGO ELWAG sp. z o.o.
WAGO ELWAG sp. z o.o.
Piękna 58A
50-506 Wrocław
tel. 71 360 29 70

SABUR Sp. z o.o.
SABUR Sp. z o.o.
Puławska 303
02-785 Warszawa
tel. 22 549 43 53

ELMARK Automatyka Sp. z o.o.
ELMARK Automatyka Sp. z o.o.
Niemcewicza 76
05-075 Warszawa
tel. (22) 773-79-37

Mitsubishi Electric Europe B.V. Oddział w Polsce
Mitsubishi Electric Europe B.V. Oddział w Polsce
Krakowska 50
32-083 Balice
tel. (12) 6304700

ASTOR Sp. z o.o.
ASTOR Sp. z o.o.
Smoleńsk 29
31-112 Kraków
tel. 12 428 63 00

zobacz wszystkie




SONDA


Jednopłytkowe bez obudowy (SBC)
SOM (System-on-Module)
COM (Computer-on-Module)
PC104
EBX (Embedded Board eXpandable)
EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing)
Pico-ITX
Płyty 3,5” i 5,25”
Platformy RISC
Inne


Wydania specjalne





Dodatki



O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright Media 4 Engineers Sp. z o.o. ul. Koszykowa 6, 00-564 Warszawa
NIP: 521-36-45-002, KRS: 0000452772, REGON: 146567392
Wszystkie materiały pochodzące ze strony Control Engineering USA są własnością CFE Media. Wszystkie prawa zastrzeżone.
Zobacz nasze pozostałe strony
Inżynieria & Utrzymanie Ruchu MSI Polska Inteligentny Budynek Seminaria dla sektora produkcji Almanach Produkcji w Polsce Control Engineering Россия Control Engineering Czech Plant Engineering Czech Media 4 Engineers Sp. z o.o.