تکنولوژی طیف گسترده تبدیل به یک سنگ بنای ارتباطات بی سیم قابل اعتماد در اتوماسیون صنعتی شده است.با گسترش سیگنال بیش از یک گروه فرکانس گسترده، تکنیک هایی مانند فرکانس برش طیف گسترده (FHSS) و طیف گسترش مستقیم (DSSS) مقاومت در برابر تداخل از ماشین آلات سنگین، بهبود امنیت، و اتصال قابل اندازه گیری در محیط های خشن مانند IEEE 802.15.4، مطالعات بی سیم، و بی سیم، گسترش اصول پشتیبانی واقعی، نشان می دهد که این سیستم های کنترل دقیق را نشان می دهد.

مطالعه موردی 1: تولید اتوماسیون کارخانه

زمینه و چالش

یک تولید کننده بزرگ خودرو به دنبال مدرن سازی خط مونتاژ خود با جایگزینی اتصالات سخت سیم کشی برای سلاح های رباتیک، سیستم های نقاله و دوربین های بازرسی کیفیت بود. کابل کشی موجود گران قیمت بود برای نصب، دشوار به پیکربندی مجدد زمانی که طرح های تولید تغییر کرد و مستعد استفاده از حرکت ثابت، علاوه بر این، کف تولید دخالت الکترومغناطیسی قوی (EM) از جوشان، القای موتور و متغیر، که از طریق یک سیستم حمل و نقل و انتقال بی سیم، نیاز به یک سیستم تأخیر دارد.

راه حل پیاده سازی

این تولید کننده یک شبکه خصوصی مبتنی بر FHSS را در باند صنعتی، علمی و پزشکی 2.4 گیگاهرتز مستقر کرد.هر بازوی رباتیک مجهز به یک گره بی سیم بود که در 79 کانال حرکت کرد، از فرکانس های شلوغ و بسته های برنامه ریزی شده TCP جلوگیری کرد و به داده ها اجازه داد تا از موانع مانند محفظه های فلزی برای انتقال امن، سیستم رمزگذاری استاندارد AES-128 استفاده کنند و یا بسته های نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط سیستم های سیستم های نصب شده توسط سیستم های سیستم نصب شده توسط سیستم های رمزگذاری شده توسط سیستم های استاندارد (بدون استفاده شده توسط کنترل کننده کد نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط کنترل کننده کد نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط سیستم نصب شده توسط کنترل کننده) استفاده شوند.

نتایج و مزایای

پس از شش ماه عملیات، شبکه بی سیم به میزان قابل اطمینان تحویل بسته 99.99٪ رسید، مطابق با هزینه های تعمیر و نگهداری سیم 45٪ کاهش یافت، زیرا هیچ کابل برای جایگزینی یا کانکتور برای تمیز کردن وجود نداشت.توانایی بازسازی سلول های ربات بدون تغییر در طول شب کاهش یافته است، زیرا کابل های کمتری خطرات را ایجاد کردند. سازنده همچنین خاطرنشان کرد که [FLT] تلاش های انتقال سریع به سرعت برگشت به مخازن.

بررسی موردی: تاسیسات پردازش شیمیایی

ایمنی و الزامات قابل اطمینان

یک گیاه شیمیایی تولید آمونیاک و اسید نیتریک نیاز به نوسازی سیستم نظارت راکتور خود را. سنسورهای Wired نیاز به انفجار ضد تشنج و بازرسی مکرر برای جلوگیری از احتراق جرقه. سیم کشی پیچ خورده موجود در تاسیسات به دلیل گازهای شکننده، باعث از دست دادن سیگنال متناوب شد هر راه حل بی سیم برای کار در منطقه 1 مناطق خطرناک، زنده ماندن تا 85 درجه حرارت ضعیف، و آسیب رساندن به پمپ های انتقال الکتریکی ضعیف، و آسیب پذیری ضعیف، به سوخت های انتقال الکتریکی ضعیف، به جلوگیری از نوسانات الکتریکی ضعیف، و آسیب رساندن به سوخت های الکتریکی ضعیف، و آسیب رساندن به سوخت های انتقال قدرت الکتریکی.

طراحی Wireless Network Design

این مرکز یک شبکه WirelessHART مبتنی بر DSSS را که در 2.4 گیگاهرتز فعالیت می کند، هر سنسور از یک کد گسترش 32-چیپ برای گسترش هر بیت داده استفاده کرد، ارائه می دهد که به گیرنده ها اجازه می دهد سیگنال ها را بازیابی کنند حتی زمانی که قدرت نویز از قدرت سیگنال توسط 10 dB فراتر رفته است، اطمینان حاصل می کند که گره ها در داخل مسکن های ضد انفجار با موانع ایمنی ذاتی نصب شده اند.

بهبود عملیاتی

بیش از 18 ماه، سیستم بی سیم 99.95 در دسترس بودن را حفظ کرد، در مقایسه با 97٪ برای زیرساخت های سیم کشی قبلی (FLT:0) دقت داده های زمان واقعی 30٪ بهبود یافته است زیرا حرکت سنسور ناشی از خوردگی کابل، شاخص های ایمنی بهبود یافته است: پرسنل کارخانه گزارش شده است صفر حوادث قوس مربوط به سیم کشی در سال اول خدمه تعمیر و نگهداری در حال حاضر تنها باتری های بی سیم را بررسی می کنند، 80٪ از طریق کاهش تمام پروژه های امن برای استفاده از طریق استفاده از تجهیزات سبز، به استفاده از تجهیزات سبز، به استفاده از طریق کاهش هزینه های بی سیم بوکوتیک برای استفاده از طریق ساخت و تمیز کردن هزینه های بی سیم بوکودگی ثابت شده است.

مطالعه موردی 3: سیستم مدیریت انبار

ردیابی موجودی با RFID و گسترش طیف

یک اپراتور تدارکات جهانی نیاز به یک سیستم مکان واقعی (RTLS) برای یک مرکز توزیع ۱۰۰ هزار m2 دارد. اسکن بارکد قبلی باعث ایجاد تنگنا در درب های بارانداز شد و منجر به ۳٪ موجودی در معرض خطر شد.پی.ام سریع (UHF) برچسب RFID با ۲۶ برچسب RFID منتقل شده با لبه های لوله مجاور تداخل کرد و از null نزدیک فلز تشخیص داد که شرکت انتخاب کرد یک باند اختصاصی RFID با استفاده از یک برچسب های سیم کشی (۶) ترکیب شده است.

سیستم یکپارچه سازی سیستم

این انبار 60 خواننده سقف را نصب کرد که 15 متر از هم جدا شده بودند، متصل از طریق یک ستون فقرات اترنت اضافی، هر خواننده از یک گیرنده DS-SS با آستانه انطباق برای رسیدگی به محو سیگنال، تگ های منتقل شده در 1 mW هر پنج ثانیه، ارائه عمر باتری سه ساله یکپارچه با نرم افزار مدیریت انبار از طریق یک API، به روز رسانی موجودی در کمتر از دو ثانیه از خوانندگان که از برخورد دستی با FH استفاده می کردند، استفاده می کردند.

بهره وری

دقت موجودی به 99.98% افزایش یافت، سهام و موقعیت های بیش از حد را از بین برد. [۱] دید زمان واقعی زمان مورد نیاز برای شمارش چرخه از چهار ساعت در منطقه به تنها ۲۰ دقیقه کاهش یافت. مسیرهای بارگیری بهینه شده از طریق RTLS کاهش مسافت سفر را تا ۲۵ درصد کاهش داد.این مرکز همچنین گزارش داد یک سیستم ۱۱FLT:۰۷۰٪ کاهش در غیر کشتی زیرا انتخاب کنندگان می توانند بلافاصله سرمایه گذاری در سراسر جهان را در سیستم تدارکاتی خود را تأیید کنند.

مطالعه موردی: نفت و گاز از راه دور

نظارت از راه دور در شرایط قطب شمال

یک اپراتور نفت و گاز نیاز به نظارت بر فشار، جریان و خوردگی در امتداد یک خط لوله نفت خام ۲۰۰ کیلومتری عبور از ژیروسکوپ بدون درخت دارد، تله سیم سنتی مورد نیاز کابل دفن گران قیمت است آسیب پذیر به Heave یخ زده و آسیب های ماهواره ای ارائه پوشش گسترده اما تاخیر و هزینه های بالا برای هر منطقه سرد (هواپیما زیر -۴۰ درجه سانتیگراد) و کمبود قدرت شبکه قوی، پاسخ سریع.

محیط زیست Noise Mitigation

راه حل انتخاب شده FHSS با اصلاح خطای پیش رو (FEC) و یک موتور انتخاب فرکانس پویا (DFS) را ترکیب کرد. رادیو بیش از 128 کانال در 50 هاپ در ثانیه را با استفاده از صدای متناوب از رادارهای دور و aurora-Stated ثابت شده است. هر واحد ترمینال از راه دور (RTU) تنها 3 W با استفاده از یک سیستم باتری خورشیدی پرش کرد.

مزایای ارتباطات بلند مدت

اپراتور خط لوله در طول یک دوره آزمایشی 24 ماهه به 7-9s اطمینان (99.99٪٪] رسید. بسته های داده برای نظارت بر خوردگی هر 15 دقیقه بدون یک از دست دادن واحد، هزینه عملیاتی برای سنسور به یک دهم از جایگزین ماهواره کاهش یافته است.

نتیجه گیری

این چهار مطالعه موردی نشان می دهد که چگونه تکنولوژی طیف گسترده - چه FHSS، DSSS، یا هیبریدی - حل مشکلات ارتباطی اساسی در اتوماسیون صنعتی، از کف تولید که توسط EMI به مناطق شیمیایی خطرناک که نیاز به ایمنی ذاتی دارند، از انبارهای غارنشین با موانع فلزی متراکم به خطوط لوله قطب شمال با نیازهای قابل اطمینان شدید، گسترش تداخل، امنیت و دامنه که صنعت مدرن نیاز به گسترش عوامل بالقوه اتصال صدا و یا پروتکل های کنترل بی سیم، به طور منظم، به عنوان پروتکل های کنترل اتصال بی سیم، و یا پروتکل های کنترل اتصال اتصال اتصال اتصال اتصال اتصال اتصال بی سیم، گسترش می دهد.