Draadloze sensornetwerken in productiebesturing en procesbewaking

Transcriptie

1 Draadloze sensornetwerken in productiebesturing en procesbewaking Jouke Miedema Wireless Value November 2011

2 Presentatie inhoud Wireless Value Belang van monitor en control in Food & Laboratoria Waar en waarom een draadloze oplossing Ontwerp aspecten bij draadloze systemen Introductie van een platform voor draadloos meten

3 RF Standards Dash MHz 868 MHz RFID Zigbee Bluetooth WiFi WiV expertise 13.56MHz <150 khz UWB

4 Visie op de markt Monitoring en control belangrijk voor: Gezondheid en voeding en woon/werk klimaat Industriele automatisering (bv productiebewaking, kwaliteit, CM) Energie besparing Veiligheid Monitoring frequenter en op steeds kleinere schaal: Energie besparing en energie verbruik In tuinbouw een betere klimaatbeheersing met meetpunten/ha ipv een meetbox In medische laboratoria en voor research wordt voor GLP 24/7 monitoring gevraagd Bewaken van arbeidsomgeving tbv arbeidsproductiviteit (kantoren, scholen etc) Grote behoefte aan monitoring in de zorg Tijdelijk monitoren Draadloze producten maken dit mogelijk (Wireless is de enabling technology)

5 Food Automation & Labtech Monitoring en control belangrijk voor: Verschillende stappen in het bereidingsproces (van molecuul tot supermarkt en verder tot afvalverwerking) Hoge investeringen in apparatuur Hoge graad van automatisering Veel bewegende delen Hoge graad van diversiteit (soorten producten) Monitoring van de omgeving (HACCP) Bewaken van condities in de verschillende fases zoals Zaai/groei en oogst Productie en bereiding Opslag/transport, retail en afvalverwerking Kwaliteitsborging Regelgeving vraagt frequent auditing Auditing processen, apparatuur en omgeving Controle op specificaties (spec check) Voldoet het systeem aan de investeringseisen

6 Waarom draadloze oplossingen Draadloze oplossingen leveren Installatie gemak en comfort (plug and play) Metingen op bewegende platformen Veiligheid voor medewerkers Eisen in internationale tenders Uitbreiding op bestaande systemen t.b.v. condition monitoring Tijdelijke metingen eenvoudig uit te voeren voor testen en verifieren Bestaande aparatuur en systemen kunnen eenvoudig van extra meetapparatuur worden voorzien Kostenbesparing bij installatie bekabeling kost 2,-/meter tot 10,-/meter Bij 10, 10 sensoren, afstand gem 30 meter, kosten 3.250,- inclusief sensoren Kosten bij draadloos inclusief sensoren Geen wachttijd voor installateur; verplaatsbaar; geen montage impact; eenvoudig bijplaatsen Services via internet zullen sterk toenemen en vraagt om installatie gemak van sensoren

7

8 Draadloze infrastructuur voor draadloos meten Bewaking en besturing vraagt om meetpunten in processtappen om: 7 dagen/week en 24 uur/dag te kunnen meten Alarmering uit te voeren Acties te genereren voor herstel van de alarm situatie Ondersteunende informatie voor acties (bv deur open/dicht, apparatuur aan/uit etc) Elke stap in de keten heeft eigen karateristieke grootheden om te meten Platform (kapstok) nodig met Plaats voor eigen sensoren Aansluitmogelijkheden voor externe sensoren (van derden en reeds geplaatste sensoren) Aansluiten op verschillende gebruikersomgevingen (PC, via internet, dataloggers, PLC etc) Mogelijkheid van een eigen gebruikersinterface

9 Keuze aspecten bij draadloze oplossingen Keuze van RF standaard (ww, uitwisselbaar) Keuze van de standaard (868 MHz, WLAN, Zigbee, Bluetooth) Haalbare range Antenna ontwerp Radio keuze Betrouwbaarheid van de verbinding In standhouden van de verbinding (netwerk, frequentie hopping, 2-richting) Bron identificatie Data opslag Aansluiting op IT infrastructuur Batterij levensduur (indien van toepassing) Welke grootheden moeten worden gemeten (T, RV en meer) Beveiliging van informatie overdracht Eenvoud in installatie en netwerk configuratie

10 Afstand zender en ontvanger Antenna design Matching amplifying

11 Karakteristieke demping Materiaal linkbudget (db) Scheidingswand 1 Steen, cement (droog) 6 Zandsteen 10 houten muur 10 gewapend beton 30 Steen. (vochtige) 10 Natte muur 40 halve afstand (in gebouw) 18

12 Platform voor draadloos meten Gebruikers interface 1. Sensorgraph (lokaal op PC) 2. WebSensys (internet) 3. Klant applicatie

13 Sensorgraph Local PC applicatie WebSensys demo site met verschillende typen sensoren eu Username: Password: L o g i n Username: demo Password : +demo1

14 Reseller T&M Systems T&M systems

15 Less wires is more 1. comfort 2. freedom 3. flexibility 4. sustainable

16 Voorbeeld van een RF standaard De standaard bepaalt frequentie, energieverbruik/batterij levensduur, data