WirelessHART

WirelessHART زیر مجموعه ای از HART است استاندارد ارتباط ابزار صنعتی در نسخه ۷ که داده‌های فرآیند را از طریق امواج رادیویی ۲٫۴ گیگاهرتز مخابره می‌کند.

ابزارهای جداگانه با یک دستگاه “دروازه” مشترک که به عنوان رابط بین شبکه بی سیم و یک شبکه سیمی یا یک سیستم کنترل میزبان ارتباط برقرار می کند.

علاوه بر این، دستگاه‌های WirelessHART منفرد نیز پیوندهایی با یکدیگر تشکیل می‌دهند،

به طوری که مسیرهای داده شبکه مانند یک “مش” به نظر می‌رسند که تمام گره‌های نزدیک به هم متصل هستند. اتصال با دروازه:

.

در یک شبکه مش، دستگاه ها (گره ها) وظیفه مضاعف را به عنوان تکرار کننده انجام می دهند تا در صورت نیاز، داده ها را از ابزارهای دیگر به دروازه منتقل کنند.

به عبارت دیگر، داده‌های ارسال شده از یک ابزار WirelessHART ممکن است مستقیماً توسط دستگاه دروازه دریافت نشود، اگر مسیر مسدود یا خیلی دور باشد.

درعوض، داده‌ها ممکن است از یک دستگاه به دستگاه دیگر نزدیک شوند، که سپس آن اطلاعات را از طریق مسیری واضح‌تر به دروازه بازنشر می‌کند.

هدف یک شبکه مش ارائه مسیرهای داده اضافی در صورت خرابی دستگاه یا تغییر در محیط است که ارتباط رادیویی بین دستگاه ها را قطع می کند.

به این ترتیب، بسته‌های داده ممکن است در صورت شکست کوتاه‌ترین مسیر، مجدداً به دروازه هدایت شوند، به روشی مشابه نحوه کار پروتکل کنترل ترمینال (TCP) و پروتکل اینترنت (IP) برای مسیریابی بخش‌های داده از مبدا به مقصد در طول مسیر. “مش” اینترنت.

این ویژگی اغلب در ادبیات فنی WirelessHART به عنوان ویژگی خود ترمیمی شبکه مش نامیده می شود.

طبق بنیاد HART، قابلیت اطمینان برای یک شبکه مش WirelessHART که به خوبی طراحی شده است حداقل ۹۹٫۷۳۰۰۲۰۴٪ و معمولاً بیشتر از ۹۹٫۹۹۹۹۹۹۸٪ است.

با هر ابزار میدانی WirelessHART که می‌تواند به عنوان یک تکرارکننده رادیویی عمل کند، این پتانسیل وجود دارد که شبکه‌های بی‌سیم بزرگ‌تر از حداکثر برد پخش/دریافت هر دستگاه تشکیل شود.

این تصویر نشان می دهد که چه چیزی ممکن است:

.

توجه: اگر طول مسیر از حداکثر فاصله معینی بیشتر شود، برخی از مسیرهای اتصال آشکار بین دستگاه های میدانی از این تصویر حذف شده اند.

همانطور که می بینید، ابزارهای موجود در خوشه سمت چپ باید به انتقال بسته داده توسط ابزارهای نزدیکتر به دروازه تکیه کنند، زیرا آنها خودشان برای برقراری ارتباط مستقیم از دروازه بسیار دور هستند.

یک نکته مهم هنگام برنامه ریزی WirelessHART عمر باتری دارد.

با توجه به اینکه هدف اصلی ابزارهای میدان بی سیم حذف اتصالات سیمی به سیستم میزبان است، ابزارهای میدانی نمی توانند برای نیازهای برق خود به سیستم میزبان تکیه کنند.

باتری‌های مبتنی بر لیتیوم در حال حاضر این نقش را به‌عنوان منبع انرژی اولیه، با طول عمر چندین سال، ایفا می‌کنند.

جالب است که مقدار انرژی مورد نیاز دستگاه WirelessHART برای انتقال داده های فرکانس رادیویی در مقایسه با انرژی مورد نیاز برای تامین انرژی عملکردهای ابزار ضروری آن (مانند اندازه گیری فشار، اندازه گیری دما) کم است.

این بدان معناست که دستگاه WirelessHART که به عنوان یک تکرار کننده رادیویی عمل می کند (علاوه بر اینکه یک دستگاه اندازه گیری است) بار کمی به باتری آن اضافه می کند.

شاید بزرگترین چالش در حفظ هر شبکه ابزار بی سیم، تضمین یکپارچگی شبکه با وجود تغییرات بی پایان در محیط فیزیکی اطراف ابزار باشد.

به یاد داشته باشید که این یک شبکه بی سیم صنعتی و میدانی است که برای نصب در محیط های فیزیکی کمتر از ایده آل طراحی شده است.

این دستگاه‌های بی‌سیم باید به نحوی قابل اعتماد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند،

علی‌رغم تداخل دستگاه‌های الکتریکی پرقدرت (مثلاً واحدهای درایو موتور با فرکانس متغیر)، در حالی که روی اجسام فلزی یا در نزدیکی آن‌ها نصب می‌شوند. تیرها، لوله‌ها، قفسه‌های لوله، کشتی‌های بزرگ،

موتورها، محفظه‌ها، پناهگاه‌ها، و مجرای برق.

حتی زمین یک محیط صنعتی می تواند مانعی برای ارتباطات رادیویی قوی باشد: بتن مسلح شده با فولاد و شبکه های زمینی الکتریکی چیزی را تشکیل می دهند که اساساً یک “صفحه زمین” جامد است که تداخل ایجاد می کند.

با دستگاه های WirelessHART که خیلی نزدیک به سطح زمین نصب شده اند.

به همه این پیچیدگی های فضایی، حضور مداوم وسایل نقلیه بزرگ و سایر ماشین های متحرک (جرثقیل، لیفتراک، بالابر و غیره) اضافه شده است.

غیر معمول نیست که داربست ها به طور موقت برای کارهای تعمیر و نگهداری در مناطق صنعتی ساخته می شوند که یک مانع دیگر برای سیگنال های RF است.

در پاسخ به این چالش ها یک جزء ضروری و ضروری از شبکه WirelessHART به نام مدیر شبکه وجود دارد:

یک الگوریتم دیجیتال پیشرفته که معمولاً توسط ریزپردازنده دروازه شبکه اجرا می شود.

هدف مدیر شبکه این است که جزئیات شبکه را به صورت خودکار مدیریت کند و پارامترهای مختلف را برای اطمینان و توان عملیاتی داده بهینه تنظیم کند.

در میان سایر وظایف، مدیر شبکه برای دستگاه‌های جداگانه «موقعیت‌های زمانی» را برای انتقال اختصاص می‌دهد، برنامه پرش فرکانس را تعیین می‌کند،

دستگاه‌های جدید اضافه شده به شبکه را شناسایی و تأیید می‌کند، دستگاه را به‌صورت پویا تنظیم می‌کند. قدرت انتقال، و مسیرهای جایگزین بین دستگاه ها را انتخاب می کند.

به یک معنا، مدیر شبکه در یک شبکه WirelessHART به طور مداوم سیستم RF را در تلاش برای به حداکثر رساندن قابلیت اطمینان بازرسی و تنظیم می کند.

عملکرد مدیر شبکه جایگزین برنامه ریزی خوب در مرحله طراحی شبکه WirelessHART نمی شود، اما نیاز به یک تکنسین یا مهندس انسانی برای نظارت مستمر بر عملکرد شبکه را برطرف می کند.

و تنظیمات کوچک لازم را برای جبران تغییرات شرایط انجام دهید.

وقتی تغییراتی در یک شبکه WirelessHART رخ می دهد که توسط مدیر شبکه قابل جبران نباشد، آمار بی درنگ ارائه شده توسط مدیر شبکه برای تکنسین یا مهندس تعیین شده برای به روز رسانی بسیار ارزشمند است. شبکه.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.