WIRELESS LAN per applicazioni industriali

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1 GG-Kennung oder Produktname WIRELESS LAN per applicazioni industriali Automation and Drives SAVE, Verona 2007 Automation & Drives

2 Gli standard Wireless LAN L IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) è diviso in più sezioni: IEEE a: IEEE b: IEEE g: IEEE h: Banda 5 GHz Data rate 54 Mbps Banda 2.4 GHz Data rate 11 Mbps Banda 2.4 GHz Data rate 54 Mbps Banda 5 GHz Data rate 54 Mbps La WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) e una associazione con lo scopo di garantire la compatibilità dei prodotti con lo standard. I prodotti approvati dalla WECA, sono marchiati Wi-Fi (Wireless Fidelity) e sono quindi conformi allo standard 2

3 Le caratteristiche aggiuntive dei prodotti WLAN industriali Grado di protezione della custodia Range di Temperatura Robustezza Certificazioni Industriali Semplicità di installazione e utilizzo Real-time Determinismo Affidabilità Monitoraggio canale Ridondanza Autenticazione (Chi sono?) Criptaggio dati Sicurezza Autorizzazione (Cosa posso fare?) Standard 3

4 Come è fatto lo standard NOTA: Non esistono limitazioni sui protocolli supportati per il traffico dati (è possibile utilizzare tutti i servizi di comunicazione già disponibili per le reti Ethernet) 4

5 PCF vs. DCF DCF Client x RTS Data Blocked Access Point CTS ACK CTS Client y Blocked RTS Data Con PCF la gestione della banda di trasmissione viene schedulata: ll traffico critico viene gestito con una tecnica di polling (ad ogni Client viene assegnata una finestra temporale di 2ms) Il traffico restante basato su TCP/IP si contende la rete 5

6 La soluzione industriale deterministica: ipcf di Siemens! Utilizzando Access Point e Client con ipcf, è possibile controllare lo scambio dati via Wireless, in slot temporali impostabili dall utente Access point SCALANCE W788-1RR Access point SCALANCE W788-1RR RCoax cable (e.g. on rail) Roaming Rapido <50ms La comunicazione è completamente controllata dall Access Point, senza collisioni, consentendo lo scambio dati su FieldBus con elevate esigenze Real Time! 6

7 meccaniche ed elettriche (Indoor) Grado di protezione IP65 dispositivo Contenitore metallico resistente ad urti e vibrazioni Resistenza alla condensa Range di temperatura -20 C +60 C 1x Ind. Ethernet RJ45 10/100 Mbit/s (cavo) Staffa di protezione 2x ANT795-4MR, (omnidirezionali ed orientabili) Scalance W788 e Scalance W74x PRO / RR Energia (1) ridondante Energia ridondante (2) tramite cavo ibrido Fissaggio a parete/ soffitto o montaggio su guida profilata S

8 meccaniche ed elettriche (Outdoor) Grado di protezione IP65 dispositivo Contenitore plastico resistente ad urti e vibrazioni Resistente a condensa, umidità, raggi UV, spruzzi di acqua salata Range di temperatura -40 C +70 C Scalance W786 Interfacce di collegamento integrate nel dispositivo: Ind. Ethernet: 1x RJ45 10/100 Mbit/s (cavo) o 1x ST 100Mbit/s (fibra ottica multimodale) Alimentazione 48V DC con PowerOverEthernet 802.3af (non con Fibra ottica), 12-24V DC o V AC con l opzione del Power Supply ad Energia ridondante Utilizzo di antenne omnidirezionali integrate o esterne Fissaggio a parete, a palo o su guida profilata con mounting set 8

9 meccaniche ed elettriche (Control Cabinet) Grado di protezione dispositivo Contenitore di alluminio NON Resistente alla condensa Range di temperatura IP30-20 C +60 C Scalance W784 e Scalance W74x 2x RSMA Interfacce di collegamento integrate nel dispositivo: Ind. Ethernet: 1x RJ45 10/100 Mbit/s (cavo) Alimentazione 48V DC con PowerOverEthernet 802.3af, o 24V DC ed Energia ridondante 2 connettori per utilizzo di antenne esterne Fissaggio a parete o su guida profilata con mounting set 9

10 Antenne (1) La scelta del tipo d antenna è dettata dalla distanza di copertura necessaria e dal range di frequenze che si desidera utilizzare. Nome Aspetto Banda Caratteristica Montaggio Guadagno Connettore ANT795-4MR ANT795-4MS ANT795-6MN 2, 4 GHz / 5 GHz 2, 4 GHz / 5 GHz 2, 4 GHz / 5 GHz Omnidirezionale Omnidirezionale Omnidirezionale Sul dispositivo Sul dispositivo, Orientabile in 3D A pannello 4 db/ 4 db 4 db/ 4 db 6 db/ 8 db R-SMA R-SMA N female ANT792-6MN 2,4 GHz Omnidirezionale A parete, su palo 6 db N female ANT793-6MN 5 GHz Omnidirezionale A parete, su palo 5 db N female ANT795-6DN 2, 4 GHz / 5 GHz Direzionale A parete, su palo 9 db/ 9 db N female ANT792-8DN 2,4 GHz Direzionale A parete, su palo 14 db N female ANT793-8DN 5 GHz Direzionale A parete, su palo 19 db N female 10

11 Antenne (2) Note: Il range di trasmissione è da intendersi nella situazione con dispositivi a vista, senza interferenze. I valori possono subire diminuzioni sostanziali in presenza di ostacoli, disturbi ed interferenze di ogni tipo. Nome Aspetto Banda Caratteristica Range Guadagno ANT795-4MR 2, 4 GHz / 5 GHz Omnidirezionale 100m 4 db/ 4 db ANT795-4MS ANT795-6MN 2, 4 GHz / 5 GHz 2, 4 GHz / 5 GHz Omnidirezionale Omnidirezionale 100m 200m 4 db/ 4 db 6 db/ 8 db ANT792-6MN 2,4 GHz Omnidirezionale 200m 6 db ANT793-6MN 5 GHz Omnidirezionale 200m 5 db ANT795-6DN 2, 4 GHz / 5 GHz Direzionale 200m 9 db/ 9 db ANT792-8DN 2,4 GHz Direzionale 1000m 14 db ANT793-8DN 5 GHz Direzionale 1000m 19 db 11

12 RCoax Il cavo a guida d onda Installazione Ideale in tunnel, canali e con ogni tipo di veicolo su rotaia La soluzione al problema dei contatti striscianti! Per una trasmissione isolata dalle interferenze.. La trasmissione è ottimizzata posizionando l antenna ricevente a circa 10cm dal RCoax ANT 792-4DN o ANT793-4DN Metal base Insulator 12

13 Rcoax : Prestazioni Prestazioni del cavo con standard g (2.4 GHz) Prestazioni del cavo con standard a e h (5 GHz): L antenna ricevente non può distare più di 10cm dal cavo! 13

14 Utilizzo di componenti IWLAN con Rete PROFINET I/O Tutti i modelli di Scalance W sono utilizzabili in rete PROFINET I/O La scelta avviene in base al numero di dispositivi ed alle esigenze di Real Time A tale proposito si consiglia di seguire la Guida pubblicata sul sito del Customer Support Per garantire il livello di segnale richiesto, dagli scenari indicati nella Guida, è consigliabile una fase di Pre-Simulazione col SW 14

15 Un esempio dalla Guida.. Applicazione: Tempo di aggiornamento: 16 ms per un numero massimo di 5 Client Il roaming è consentito, ma con un numero massimo di 50 Client per ogni AP Livello di segnale > 60% Raccomandazioni: W788-1RR CPU315-2PN/DP W788-1RR Industrial Ethernet/PROFINET W788-1RR CLIENT IWLAN-RR + ET 200 Note: E richiesta l abilitazione della modalità ipcf E possibile utilizzare solo RCoax con dispositivi che supportano la modalità ipcf 15

16 IWLAN con PROFIBUS e PROFINET I/O Integrazione di Slave PROFIBUS DP in rete PROFINET I/O via IWLAN PROFIBUS IWLAN/PB Link PN IO: Gli Slave DP sono integrati come IO Device Connessione d antenna 16

17 SCALANCE W PROFIsafe su IWLAN Soluzioni Safety con PROFIsafe anche su IWLAN: Con ipcf F monitoring time sul controller ed i moduli= 200 ms Ciclo OB35= 50 ms 317F-PN PG X 208 ET 200S ET 200S PROFISAFE su PROFINET I/O ET 200S Tavola rotante ET 200S SCALANCE W SCALANCE W RCoax 17

18 Applicazioni mobili con Industrial WIRELESS LAN Sistemi di veicoli a guida automatica Gru, Carriponte Trasloelevatori per magazzini automatici Carrelli mobili a rotaia Sistemi di logistica / porti Pannelli HMI mobili 18

19 Carrelli mobili a rotaia Access Points + Antenna = Soluzione per la gestione di carrelli mobili a rotaia RCoax 19

20 Pannelli HMI mobili Infrastruttura WLAN Transponder Comunicazione IWLAN a/b/g Supporta PROFINET e PROFISAFE Configurabile con WinCC flexible 2007 Mobile Panel MP277 e MP277F Wireless Zona operativa certificata TÜV-/BIA in accordo con SIL3 Identificazione di posizione ( Station ID ) 20

21 Sistemi di logistica Utilizzo di Access Point Outdoor con Antenna Direzionale W786-1PRO Bus equipaggiati con antenna per montaggio a pannello (antenna compatta, IP65) 21

22 Referenze Soluzione: Ethernet via Wireless LAN Cliente: GLAXO SMITH KLINE Parma / Italy Settore: Compounding Process CPU315-2PN/DP Ethernet Access Point Client Comunicazione WiFi Client Client Serbatoio mobile (1) Serbatoio mobile (2) Serbatoio mobile (3) 22

23 Referenze Soluzione: PROFINET I/O via Wireless LAN Cliente: FORMIMPIANTI Siena / Italy Distributore: ELE.MAC Firenze / Italy Settore: Industria del calcestruzzo 17-Celle di stagionatura 22-Cabina di comando 53-Impianto produzione calcestruzzo 23

24 ngineering Tool-> il SW per progettare reti Wireless LAN Progetto 24

25 Versioni.. Lean Configurazione e simulazione di applicazioni WLAN Standard Configurazione e simulazione di applicazioni WLAN Acquisizione, valuazione in campo dei segnali WLAN (site survey) Comparazione e modifica dei risultati della simulazione Powerpack Upgrade software da Lean a Standard 25