Wireless PROFINET, de mogelijkheden van draadloze verbindingen

Transcriptie

1 PROFINET, de mogelijkheden van draadloze verbindingen Harm Geurink Product Manager AUTOMATION systems Phoenix Contact bv Ede, 12 november 2009

2 communicatie 2

3 communicatie: voordelen! Voordelig? Drukt bekabelingkosten! Completer? Meer toepassingsgebieden worden bereikbaar! Flexibiliteit? Installatie is eenvoudig aan te passen en uit te breiden! Snel? Geschikt voor real-time netwerken zoals Profinet IO! 3

4 communicatie: nadelen? Kennis? Investeren in kennis van nieuwe technologie! Vooroordelen? Door minder goede ervaringen met commerciële systemen! Radioplanning? Investering in een netwerkdesign! 4

5 communicatie: PROFINET Nanotron WiMax enocean GSM Trusted LAN embernet DECT USB UMTS Zigbee UWB 5

6 communicatie: PROFINET Industrieel gebruik Commercieel gebruik De Nationale PROFIBUS dag

7 communicatie: genoemd naar de Deense Viking koning Harald Blåtand (10 e eeuw) is ontwikkeld door Ericsson, Nokia, IBM, Intel & Toshiba en wordt nu door meer dan fabrikanten ondersteund is een goedkope oplossing voor communicatie tussen GSM en headset is inmiddels ook toepasbaar in netwerken en industriële producten zijn beschikbaar 7

8 communicatie: staat voor Local Area Network Sinds 80 zijn er diverse oplossing op de markt: Proprietary De standaard: IEEE Aanzienlijke verschillen in: Snelheid Haalbare afstand Compatibiliteit Wi-Fi is een certificatielabel ('logo') voor draadloze datanetwerkproducten, die werken volgens de IEEE

9 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band 9

10 MHz 10, Arc welding Spot welding Frequency inverters RFID Switching power supply units Switching device relays Drives Induction heaters communicatie Basic frequency Harmonic

11 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band m m 11

12 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band m m 1Mbit/s >

13 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band m m 1Mbit/s 54Mbit/s > >15 13

14 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band m m 1Mbit/s 54Mbit/s > >15 Zeer groot Groot Ja Nee (Ja) Ja Ja : Paring Onzichtbaar Encryptie Password : WPA2 14

15 communicatie Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging IEEE IEEE b/g 2,4 GHz ISM-Band 2,4 GHz ISM-Band m m 1Mbit/s 54Mbit/s > >15 Zeer groot Groot Ja Nee (Ja) Ja Ja 15

16 communicatie: coexistentie? 16

17 communicatie: coexistentie ,5 MHz 22MHz MHz

18 communicatie: coexistentie Automatic mechanism: AFH (Adaptive Frequency Hopping) 83,5 MHz 22MHz MHz

19 communicatie: coexistentie Automatic mechanism: AFH (Adaptive Frequency Hopping) - Manual mechanism: Low Emmission Mode - Manual mechanism: Channel Skipping 83,5 MHz 22MHz MHz

20 communicatie: coexistentie 1 11 Channels 11 Channels Zelfs wanneer de 3 kanalen in gebruik zijn kunnen diverse BT-systemen nog prima communiceren! Channel 1 Channel 7 Channel 13 Frequency 20

21 WIRELESS De te overbruggen afstand wordt beïnvloed door: Omgevingsinvloeden (zoals demping, reflectie, afbuiging en verstrooiing) Toegepaste antenne techniek Ontvanger gevoeligheid??? Met Industrieel wireless kan 50 tot 100 m binnen en 200 tot 400 meter buiten worden overbrugd*. *Dit is echter afhankelijk van de omgevingsinvloeden, toegepaste antenne techniek en het toegepaste product. 21

22 WIRELESS versterking strooiing afbuiging Door deze (propagatie-) effecten ontstaat multipath fading. 22

23 WIRELESS Propagatie effecten -> Multipath fading -> Interferentie Destructieve interferentie Constructieve interferentie. 23

24 WIRELESS Rondstraal antennes Richt antennes Flexibele antenne 24

25 WIRELESS 25

26 WIRELESS Rondstraalantennes zenden in principe een linear gepolariseerde radiogolf. α De polarisatie van de radiogolf moet overeenkomen met stand van de antenne! Signaalsterkte Goede ontvangst 26

27 WIRELESS Bij reflectie veranderd de polarisatie! α => De polarisatie past niet meer bij de ontvangst antenne! Metaal Signaalsterkte Slechte ontvangst! 27

28 WIRELESS De polarisatie heeft een aanmerkelijke invloed op de ontvangen signaalsterkte. Signaalsterkte 90 gedraaide polarisatie kan in de praktijk tot signaaldemping van meer dan 20 db leiden. (-6 dbm => halve afstand) 28

29 WIRELESS De stand van de circulair gepolariseerde (richt) antenne heeft geen invloed op de ontvangst Lineare polarisatie Signaalsterkte Circulair polarisatie Altijd goede ontvangst! Signaalsterkte 29

30 WIRELESS??? Radioplanning: Site Survey Simulatie Software: 30

31 WIRELESS Zo stabiel en betrouwbaar als een kabel Korte tijd vertraging & deterministisch gedrag Hoge dichtheid van verschillende wireless verbindingen toegestaan Kosten zijn vergelijkbaar met een veldbus interface Veilig m.b.t. toegang en manipulatie Eenvoudig in gebruik: automatisch communicatie set-up 31