Przegld i porwnanie technologii telemetrycznych w automatyce procesw przemysowych

Przegld i porwnanie technologii telemetrycznych w automatyce procesw przemysowychAndrzej Dziedzic15.10.2013Krzysztof Samson1PlanDefinicja telemetriiRFIDZigBeeZ-waveLonWorksRozproszony system pomiarowyTechnologia GSMTechnologia radiomodemowaPodsumowanieDefinicja telemetrii Telemetria dziedzina telekomunikacji zajmujca si technikami przesyu wartoci pomiarowych na odlego.

Gwne zadania telemetriiRejestracja wynikwObliczanie wartoci redniejOpracowanie wynikwGeneracja sygnaw np. ostrzegawczychDostarczaj dane o aktualnej wartoci

Systemy telemetryczneJednokanaoweWielokanaoweSelektywne

Telemetria dwustronna

RFID RFID, czyli Radio-Frequency Identyfication, to technika umoliwiajca bezprzewodow identyfikacj rnego rodzaju obiektw z uyciem fal radiowych.

Zasada dziaaniaSystem RFID skada si z czytnika oraz tagw.

Rodzaje tagwpasywneaktywneRead OnlyWrite Once Read Many TimesRead/Write

StandardyTiris jeden z pierwszych systemw;Unique najprostszy i najpowszechniejszy,Q5 programowalne znaczki, reagujce na haso;Hitag stosowany w przemyle, odczyt i zapis danych, znaczniki pasywne;Mifare proste i skomplikowane znaczniki, zawierajce procesory szyfrujce, firmy Philips;Icode bardzo paskie znaczniki, moliwy odczyt do 30 na sekund.

Zakres czstotliwoci

RFID w przemyle

Opakowania zwrotne i odpady komunalne

Winiarnia

BezpieczestwoSkimmingEavesdroppingKill signal

ZigBeeSpecyfikacja protokow transmisji danych w sieciach bezprzewodowych typu mesh.

Urzdzeniakoordynator (ZigBee Coordinator ZC): dla kadej sieci moe wystpowa tylko jedno takie urzdzenie, suy jako wze pocztkowy do ktrego mog si przycza pozostae urzdzenia, zazwyczaj peni rol urzdzenia zbierajcego dane.router (ZigBee Router ZR): przekazuje pakiety dalej, umoliwia wiele przeskokw (multihop routing).urzdzenie kocowe (ZigBee End Device ZED): przesya dane do routera do ktrego jest przyczone, moe by czasowo usypiane w celu zmniejszenia zuycia energii.

CharakterystykaPasmo 2,4 GHz,Zasilanie 2,1-3,6VMaks prd 40 mA,Min prd1 mA.

SprztUkad PIC18LF4620Chipcon CC2420EMczujnika temperatury TMP 12

LabWindows CVI

Porwnanie z BluetoothBluetoothZigbeeZasig10m100mMaks przepustowo720Kb/s20Kb/s 868 MHz (Europa)40Kb/s 915MHz (USA)250Kb/s 2,4 GHz (wiat)Pasma2,4GHz3 zakresyIlo urzdze664kPoczenia midzy sieciaminietakArchitektura2-warstwowa3-warstwowaCzsto uzupeniania zasilaniaCo kilka dniCo 2 lub 3 lataSzybko aktywacji>3s15msZ-waveProtok bezprzewodowy sucy do poczenia w jedn, zdalnie sterowan sie wykorzystywany w systemach inteligentnego zarzdzania budynkiem.

SpecyfikacjaTopologia typu meshSygna przebiega wyznaczon trasAutomatyczne omijanie uszkodzonych wzwMoliwo podczenia do 232 urzdze

ParametryPrzepustowo 9,6 kb/sZasig do 100 mModulacja GFSKCzstotliwo 868,42 MHz (UE), 908,42 (USA)

Z-wave i ZigBee

LonWorksSystem umoliwiajcy sterowanie i monitorowanie dowolnych procesw technologicznych w takich obszarach jak automatyka budynkw, systemy transportowe, energetyka oraz przemys.

Zasada dziaania Podstawow jednostk jest wzeSercem wza jest Neuron ChipKomunikacj midzy wzami zapewnia LonTalkProtocolRywalizacj o kana rozwizuje reservation protocolAplikacje napisane w Neuron CLonTalkZapisany w pamieci Neuron ChipaMoliwe 3 rodzaje transmisji (unicast, multicast, broadcast)Zgodny z ISO/OSI

Rozproszony system pomiarowyRozproszenie blokw:PomiarowychSterujcychPrzetwarzaniaBaz danychWizualizacji

Rozproszony system pomiarowy

32Technologia GSMTransmisja na dalekie odlegociGotowa infrastrukturaPopularyzacja sieci komrkowych oznacza malejce kosztyKrtki czas wdroenia

33Rozwj technologii przesyania danych

GSM10kbit/sGPRS 80 kbit/sEDGE240kbit/sUMTS 384 kbit/sHSPA 14 Mbit/s pobieranie, 6 Mbit/s wysylanieHSPA+42 Mbit/s pobieranie, 11 Mbit/s wysylanieLTE300 Mbit/s pobieranie, 50 Mbit/s wysylanieLTE advanced1Gb/s pobieranie,0,5 Gb/s wysylanieGSM uywane czstotliwociGSM 400GSM 850GSM 900GSM 1800GSM 1900Uplink[MHz]450.4-457.6824 - 849880 - 9151710-17851850-1910Downlink[MHz]460.4-467.6869 - 894925 - 9601805-18801930-1990Liczba czstotliwoci35124174374299

35GPRS techniki transmisji

36GPRS - infrastruktura

37GSM zastosowanie w pomiarachPomiar zuycia mediwLiczniki zuycia energiiLiczniki zuycia wodyCiepownictwoLokalizacja pojazdwMonitorowanie pracy windPomiar poziomu wd (studnie, ujcia wody, rzeki)Temperatura i wilgotno w silosachPomiary zanieczyszczenia powietrzaStacje meteo

38Najpopularniejsze marki urzdze GSM w Polsce

Inventia MT-331modem GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/19004 konfigurowalne wejcia/wyjcia binarne2 dedykowane wejcia binarne2 konfigurowalne wejcia binarne / analogowe 4-20 mA / analogowe 0-10 V1 port 1-Wire, USBZasilanie zewntrznych czujnikwRejestrator danych (do 28000 rekordw)

40Inventia MT-102modem GSM/GPRS 850/900/1800/1900Programowany sterownik PLCWejcia i wyjcia binarne (8)Wejcia analogowe 4-20 mA (6)port komunikacyjny (RS 232/422/485)Standardowe protokoy transmisyjne (MODBUS RTU, GAZMODEM, M-BUS)

41System X-way

Telit GT 863-PYModem GPRSWbudowany interpreter PythonWbudowany klient FTP i SMTP4 porty wejcia/wyjciaPort szeregowy

43AirLink FXT009Modem EDGEARM946 104 MHzWejcie i wyjcie audioUART, USB, SPI, ADC, DAC, Ethernet

Airlink GX400UMTS: HSPA+ (do 21Mbps przy ciganiu), HSPA, HSDPAGSM: EDGE, GPRSEthernet, RS232, USB, I/O, zcza SMAWbudowany odbiornik GPSMoliwo WiFiIP 64

RB865ioU - TeleoriginModem GSM/GPRS/EDGE/UMTS7 portw wejcia/wyjciaIntepreter PythonWbudowane protokoy: TCP/IP, UDP/IP, SMTP, POP3

LR77 ConelModem LTE klasy 4Gdownload-100 Mb/s upload - 50 Mb/sEthernet, USB1 port I/O

Wavecom 3G ModemModem HSPA/UMTS, GSM/GPRS/EDGERS232, USB

System zdalnego nadzoru przepompowniSynoptyka stanu pompowni w ramach zainstalowanych urzdze pomiarowych i czujnikwRejestracj wartociWysyanie wanych komunikatw alarmowych i ostrzee

System zdalnego nadzoru przepompowni

System zdalnego nadzoru przepompowniMonitorowanie gazociguMonitorowanie 27 000 km w standardowy sposb 5,1 mln $ rocznie900 modemw AirLink Raven 630 tys. $Oszczdno oszacowana na 4,8 mln $ rocznie

Technologia radiowaOdlego od 100m 100kmPrzepustowo ponad 100 kb/sNiezaleno od infrastrukturyNie ujawnia czstotliwoci nonej, protokou transmisji, kodw szyfrujcychSpore zapotrzebowanie energetyczne

Budowa radiomodemu

Pasma czstotliwoci868-870 MHz bezpatneMaksymalna moc - 500 mW zasig do 10 km400-470 MHz licencjonowaneBez limitu mocy, zasig ok. 80 km140-170 MHz169,400 169,425 MHz bezpatne, max. moc 500mW, zasig 30 kmPozostaa cz licencjonowana, zasig 100 km

Radiomodemy SATEL

SATELLINE-3AS(d) 869Pasmo 869.400...869.650 MHzPrdko 19200 bit/sRS232, RS485Moc 10500mWOpcjonalnieLCDklawiatura

SATELLINE-3AS(d) VHF NMSPrdko transmisji: 19200 bit/sRS232, RS485czstotliwoci: 135...174 MHzMoc wyjciowa: 100 mW, 500 mW, 1W, 5 W (radiator)Wywietlacz LCD i klawiatura 4 przyciskowa

Conel CDX800Czstotliwo 869 MHzPrdko transmisji 24 kbit/sRS232, RS485

RipEX83 kbit/s przy pamie 25 kHzMaksymalna moc 10W160, 300, 400, 900 MHzEthernet2x COMUSB

Racom - Stacje pogodowe we woskich AlpachObszar 7500 km2Temperatura zewn. -30 C, wysoko 3400 mCzstotliwo 400Mhz10.8 kbit/s w pamie 12.5 kHzSystem MORSE70 punktw pomiarowychRacom - Stacja pogodowa

Fabryka samochodwKomunikacja midzy lini produkcyjn a wzkami widowymi

Obecno technologii w polskich przedsibiorstwach

Technologie bezprzewodowe na rynku wiatowym

Najpopularniejsze zastosowania urzdze do komunikacji bezprzewodowej

66Istotne cechy przy instalacji systemu bezprzewodowego

Dzikujemy za uwag