Technologia bezprzewodowa szybko przyjmuje się w sektorze przemysłowym, szczególnie w halach produkcyjnych, gdzie wymagany jest pewien stopień mobilności i swobody, jak np. w zastosowaniach robotów, zautomatyzowanych pojazdów sterowanych (AGV) i urządzeń śledzących RFID. Pozostaje jednak jeszcze wiele obszarów, w których technologia ta mogłaby wnieść rzeczywistą różnicę do działalności operacyjnej pod względem obniżenia kosztów i zwiększenia niezawodności.
Alejandro Molinero, Menadżer produktu, SMC Hiszpania
WRZESIEŃ 2022
Wytrzymałość i zdolność do adaptacji
Jedną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że przemysłowa sieć bezprzewodowa nie jest taka sama jak Wi-Fi, które masz w domu. Technologia ta jest znacznie bardziej wytrzymała i przystosowana do użytku przemysłowego, dzięki czemu w większości zastosowań jest bardziej niezawodna niż sieć przewodowa. W firmie SMC pracowaliśmy bardzo ciężko, aby opracować sprawdzone rozwiązanie w postaci naszego bezprzewodowego systemu Fieldbus, który oferuje do 1280 I/O do komunikacji z maksymalnie 127 modułami zdalnymi.
Przykład – Jednostka bezprzewodowa SMC w fabryce samochodów.
System ten wywodzi się z naszej koncepcji innowacji opartej na potrzebach klienta. Klienci (początkowo zakłady motoryzacyjne) prosili o bardziej niezawodny system komunikacji w obliczu problemu ze zużyciem okablowania komunikacyjnego. Wiedzieli, że opracowanie takiego systemu pomogłoby zmniejszyć przestoje w produkcji i miałoby pozytywny wpływ na produktywność i OEE. W rezultacie uruchomiliśmy nasze podejście oparte na rozwiązaniach, przechodząc przez etapy rozwoju, testowania i walidacji. Dopiero po zakończeniu 100% testów w bardzo wymagających środowiskach wprowadziliśmy system na szerszy rynek.
Obecnie cała rzesza firm przemysłowych może korzystać z tego systemu w celu uzyskania korzyści w postaci szybszej instalacji okablowania i mniejszej ilości złączy komunikacyjnych, a także mniejszego ryzyka uszkodzenia i rozłączenia się kabli komunikacyjnych. Rezultat: większa niezawodność! Można również znacznie obniżyć koszty związane, zarówno jeśli chodzi o materiały do okablowania sieci komunikacyjnej, jak i godziny pracy instalatorów. Na przykład w przypadku wymiany systemu przewodowego z 15 jednostkami wyposażonymi w interfejs szeregowy (SI) na system bezprzewodowy z jedną jednostką bazową i 15 jednostkami zdalnymi, liczba linii komunikacyjnych została zredukowana z 15 do jednej, a liczba wymaganych złączy komunikacyjnych z 29 do jednej. Co więcej, dzięki SMC można zachować wymienność pomiędzy jednostkami SI.
Wybór częstotliwości transmisji
Technologia bezprzewodowa oferuje wiele innych korzyści, w tym całkowicie odporną na zakłócenia komunikację z przeskakiwaniem częstotliwości (co 5 ms) oraz szyfrowanie danych w paśmie ISM 2,4 GHz.
Istotną cechą każdej technologii bezprzewodowej jest częstotliwość transmisji, ponieważ ma ona wpływ na szybkość transmisji danych, odległość transmisji i możliwość przechodzenia przez obiekty. Optymalny wybór widma roboczego ma zatem kluczowe znaczenie dla spełnienia potrzeb danej aplikacji. W paśmie ISM (przemysłowym, naukowym i medycznym) 2,5 GHz technologia komunikacji szybko zmienia częstotliwość, aby zapobiec zakłóceniom ze strony innych urządzeń zakładowych korzystających z Wi-Fi, nawet w bardzo głośnych środowiskach przemysłowych. System umożliwia monitorowanie stanu komunikacji bezprzewodowej przez cały czas.
System zapewnia również całkowite bezpieczeństwo, ponieważ nieautoryzowany dostęp z zewnątrz jest uniemożliwiony dzięki szyfrowaniu danych. W tym przypadku strumień danych jest trudny do rozszyfrowania bez wcześniejszej znajomości sekwencji, co dodatkowo zwiększa bezpieczeństwo.
Komunikację bezprzewodową można oczywiście wykorzystać wszędzie, ponieważ nie ma żadnych ograniczeń związanych z okablowaniem. Komunikacja bezprzewodowa jest idealna do wymiany narzędzi w ramionach robotów, stołach obrotowych i indeksowanych, a nawet w środowiskach spawalniczych. Naprawdę nie ma powodu, dla którego nie można wprowadzić większej elastyczności do swoich maszyn i wykorzystać możliwości szybkiego połączenia. W rzeczywistości czas od włączenia zasilania do rozpoczęcia komunikacji wynosi około 250 ms. Dodatkową korzyścią jest możliwość ustawienia pliku konfiguracyjnego za pomocą czytnika NFC (ang. Near-Field Communication) i oprogramowania do ustawiania. Niektóre parametry mogą być ustawiane nawet przy braku zasilania.
Bezprzewodowa jednostka bazowa i zdalna firmy SMC podłączona do wyspy zaworowej składającej się z 5 portowych zaworów elektromagnetycznych.
Sprawdzone rozwiązanie
W każdym zastosowaniu SMC ustala, testuje i porównuje z komunikacją przewodową, zanim zaproponujemy najlepsze rozwiązanie. W końcu jest wiele czynników do rozważenia, które wymagają doświadczenia i wiedzy, nie tylko zasięg, szybkość/wydajność, niezawodność, cyberbezpieczeństwo, koszt wdrożenia, koszt wsparcia i utrzymania, kompatybilność z istniejącymi systemami i cykl życia.
Jeśli nie widzimy korzyści, pozostaniemy przy okablowaniu. Jednak ten wynik staje się coraz rzadszy ze względu na korzyści, jakie przynosi sieć bezprzewodowa. Nie tylko przestoje są mniejsze w przypadku komunikacji bezprzewodowej, ale również oferuje ona lepsze zachowanie przed wszelkimi mikro przestojami, które stają się coraz większym problemem dla firm przemysłowych.
Mówiąc prościej, w ponad 60% obiektów przemysłowych komunikacja bezprzewodowa jest bardziej odpowiednia pod względem inwestycji, niezawodności i elastyczności dla wielu ich potrzeb komunikacyjnych. Po profesjonalnej instalacji, która uwzględnia czynniki środowiskowe, przemysłowa komunikacja bezprzewodowa jest stabilna i zapewnia długą żywotność. Oferuje nawet możliwość wymiany sprzętu na obu końcach bez konieczności zmiany infrastruktury bezprzewodowej.
Firma SMC wdrożyła komunikację bezprzewodową w setkach obiektów przemysłowych w samej Hiszpanii. Jak dotąd nie mieliśmy ani jednej uwagi, co świadczy o niezawodności tej ekscytującej i korzystnej technologii.
Popularność komunikacji bezprzewodowej rośnie w szybkim tempie. Przypadki użycia obejmują projekty wymiany kabli, bezprzewodowy dostęp do maszyn, łączność z mobilnym urządzeniem przemysłowym oraz zdecentralizowane i elastyczne architektury. Ta technologia i jej związek z obecnymi i rosnącymi wyzwaniami przemysłowymi obejmującymi cyfryzację, inteligentne fabryki, elastyczność, mobilność i przechwytywanie danych, ma potencjał do odblokowania nowych możliwości, optymalizacji fabryk i poprawy wydajności w zgodzie ze zwiększoną niezawodnością.
