Jakie kwestie należy rozważyć przy przechodzeniu z przewodowej sieci monitorowania na bezprzewodową?
Możliwość automatycznego, zdalnego śledzenia i kontrolowania zasobów stanowi ważny wymóg w wielu zastosowaniach przemysłowych, pomaga też usprawnić proces przy jednoczesnym obniżeniu jego kosztów. W tym celu, szczególnie w przemyśle olejowym i gazowym, najczęściej stosuje się przewodowe zdalne systemy pomiarowe. Czujniki monitorujące różne parametry procesu wyposażone są zwykle w wyjścia wymagające poprowadzenia setek metrów przewodów, mających połączyć je z programowalnymi sterownikami PLC.
Jednak oprócz zalet ręcznego prowadzenia odczytów z czujników lub mierników, monitorowanie przewodowe ma także ograniczenia. Dotyczą one kosztów instalacji, elastyczności czujników oraz wpływu środowiska, w zależności od danego zastosowania. Gdy aplikacja wymaga użycia wielu czujników do monitorowania różnych parametrów, każdy z takich czujników musi być połączony przewodowo ze sterownikiem przez port wejściowy.
System bezprzewodowy z kolei często jest wyposażony w złącze komunikacji cyfrowej (Modbus RS-485), pozwalające na bezprzewodowe podłączenie wielu czujników do sterownika przez jeden port. Jest to wygodne przy konfiguracji nowego sterownika, choć przejście z komunikacji przewodowej z wieloma indywidualnymi portami wejściowymi na bramkowy system bezprzewodowy ze złączem cyfrowym wymaga dobrego zaplanowania.
Zamiast kompletnej wymiany, moduły bezprzewodowe mogą też konwertować informacje cyfrowe na indywidualne kanały analogowe symulujące istniejące złącza analogowe. Umożliwia to szybką zmianę bez ingerencji w oprogramowanie, ale bez możliwości rozszerzonego użycia danych i opcji diagnostycznych, możliwych w przypadku przejścia na komunikację w pełni bezprzewodową.
Elementami, które należy uwzględnić podczas oceny opłacalności przechodzenia na bezprzewodowy system monitorowania i sterowania jako alternatywy dla modernizacji istniejącego systemu przewodowego, są koszty oraz kwestie związane z UR, wpływem środowiska i topografią. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Koszty
→ Systemy przewodowe. Gdzie będzie poprowadzony system przewodowy? Koszty związane z jego pracą na dużych obszarach – w szczególności tam, gdzie wymagane są wykopy – mogą podnieść koszt całego systemu przewodowego.
→ Systemy bezprzewodowe. Bez konieczności prowadzenia przewodów i wykonywania wykopów system bezprzewodowy może być instalowany na poziomie kosztów systemu przewodowego o długości 15 m do każdego przetwornika – lub mniejszym, jeśli przewody musiałyby biec pod ziemią.
Utrzymanie ruchu
→ Systemy przewodowe. Podczas demontażu czujników na potrzeby przeglądu technicznego może dojść do uszkodzenia przewodów, a nieprawidłowe oznakowanie przewodów może skutkować niewłaściwą ponowną instalacją czujników.
→ Systemy bezprzewodowe. Węzły bezprzewodowe są wbudowane w czujniki przesyłające dane bezpośrednio do bramki. Podczas konserwacji czujników można je z łatwością zdemontować i ponownie podłączyć, bez ingerencji w okablowanie.
Wpływ środowiska
→ Systemy przewodowe. Przewód podziemny często zostaje uszkodzony przez sprzęt prowadzący wykopy pod kolejne okablowanie. Koszty wymiany przewodu czy kabli mogą być znaczne. Groźne bywa też uderzenie pioruna w czujnik – prąd piorunowy może przechodzić przez wszystkie biegnące dalej przewody, co często prowadzi do uszkodzenia podłączonego sprzętu.
→ Systemy bezprzewodowe. Gdy nie ma podziemnych przewodów, nie trzeba prowadzić wykopów. W przypadku wyładowania atmosferycznego uszkodzeniu może co najwyżej ulec pojedynczy element i nie będzie to miało wpływu na pozostałą część systemu.
Topografia
→ Systemy przewodowe. W niektórych lokalizacjach prowadzenie przewodów jest niepraktyczne, np. przez drogę lub rzekę.
→ Systemy bezprzewodowe. Węzły bezprzewodowe mogą być w łatwy sposób zainstalowane po drugiej stronie drogi lub na drugim brzegu rzeki. Samokonfigurujące się węzły bezprzewodowe automatycznie łączą się z siecią.
Przechodząc z rozwiązania przewodowego na bezprzewodowe, należy rozważyć wszystkie aspekty zadania. Czy mamy problemy z istniejącym systemem? Jeśli tak, czy potrzebna jest zmiana interfejsu na sterowniku – przy założeniu, że spowoduje to odbieranie o wiele większej liczby danych i informacji diagnostycznych niż dotychczas? Czy zmiana okaże się bardziej efektywna kosztowo ze względu na brak przewodów, wykopów oraz wymogów przyłączeniowych? Podjęcie decyzji dotyczącej tego, kiedy uruchomić inwestycję, będzie najtrudniejszym zadaniem.
Scott Keller jest dyrektorem zarządzającym w firmie SignalFire Telemetry.
