DOSSIER Moreira da Silva Siemens Industry Automation Sensors & Communication Manager Tel.: +351 229 992 233 . +351 961 755 135 www.siemens.pt/automation
O IWLAN GANHA FORÇA INTRODUÇÃO A grande maioria das pessoas já utilizou uma WLAN, ou rede local sem fios, em casa, no escritório ou num hotel. Mas o que é o IWLAN? Ou por outras palavras, qual é a diferença entre uma rede industrial sem fios e a sua vertente comum? O “I” faz a diferença...
Grande parte do potencial das aplicações sem fio ainda está por se concretizar. Em muitos casos a arte do possível só surge com o uso em primeira-mão de uma IWLAN e do engenho que ela inspira. Por exemplo, a transferência de dados de automação de unidades móveis poderá ser uma razão chave para utilizar IWLAN, especialmente se evitar a necessidade de dispendiosos fios de contacto sujeitos a desgaste. Numa observação mais atenta, podem ser desenvolvidas mais aplicações com a mesma infra-estrutura IWLAN, desde a aquisição de dados de máquinas em tempo real passando por diagnósticos on-line de unidades móveis, até à utilização do IP móvel.
Figura 1 . Scalance.
A densidade de pontos de acesso a redes sem fios (wireless hotspotss) está a crescer a uma grande velocidade. A WLAN está a tornar-se um recurso comum em cada vez mais edifícios públicos e de escritórios. Para além disso, quase um em cada dois lares na Alemanha já possui uma rede Wireless. WLAN é já um termo familiar para todos. Mas recentemente as atenções começaram a focar-se na “IWLAN”, especialmente entre grupos de peritos de renome. Portanto, é razoável perguntar, numa solução wirelesss para ambiente industrial o que torna o “I” tão importante?
BENEFÍCIOS DE CUSTO INESPERADOS Quando comparada com infra-estruturas com fios, as vantagens incontestáveis da rápida propagação da WLAN em casa, no escritório e em áreas públicas incluem uma maior flexibilidade e custos mais baixos,. Naturalmente, peritos em automação e operadores querem explorar esses benefícios também no ambiente industrial. Para além disto, a comunicação sem fios em aplicações industriais – tais como o sector dos transportes e da logística, ou máquinas e unidades de produção que exijam flexibilidade – oferece poupanças potenciais muito significativas. Na maioria dos casos, estas poupanças são tempos de paragem reduzidos, eliminação de materiais sujeitos a desgaste, e tempos de “setup” mais curtos. Algumas expansões simplesmente não seriam possíveis em redes fixas convencionais.
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Figura 2 . Sala de controlo.
A tecnologia WLAN Standard é nesses casos levada até aos seus limites, uma vez que a automação industrial estabelece padrões mais elevados de robustez, fiabilidade, sistemas determinísticos, e segurança das redes de informação, quer sejam elas baseadas numa infra-estrutura com ou sem fios.
Existe um portfólio IWLAN muito abrangente, uma perfeita interacção entre os componentes IWLAN, e uma integração total com os outros sistemas de automação.
AUMENTAR O LEQUE DE USOS – SAFETY INTEGRATED
Figura 3 . SINEMA E.
na totalidade da solução IWLAN. Um vasto leque de mecanismos, com diferentes implicações para os componentes IWLAN, está à disposição para este fim. Isto inclui as normas de qualidade de serviço (QoS) definidas pela norma IEEE 802.11, na qual a transmissão de tramas de mensagem é dividida em níveis de prioridade e a possibilidade de reservar uma certa quantidade de largura de banda para determinados nós, a fim de alcançar transferências de dados determinísticas. Se for necessária uma maior capacidade em tempo real, os componentes IWLAN possuem também a característica iPCF, que permite tempos de transmissão na ordem dos milissegundos. O iPCF (Industrial Point Coordenation Function) controla os tempos de comunicação dos nós ligados à rede, de acordo com um mecanismo definido, de modo a conseguir tempos de resposta determinísticos que satisfaçam as difíceis exigências industriais, bem como as da TÜV e BGIA. Um outro desafio para soluções IWLAN é manter esta comunicação em tempo real, mesmo quando os dispositivos móveis se deslocam no interior do campo de radiofrequência. O mecanismo de “roaming g rápido” desenvolvido pela Siemens Indústria, onde os nós passam de forma fidedigna e sem atraso de um ponto de acesso para o outro, e, se necessário, ao longo de várias células de radiofrequência, é muito superior à tecnologia sem fios padrão. O roaming g rápido provou por isso o seu valor, não só nas grandes instalações que possuem uma elevada quantidade de equipamento de transporte a deslocar-se frequentemente, por exemplo na indústria siderúrgica, mas também em áreas ao ar livre, tais como portos e em logística de contentores.
As primeiras dúvidas manifestadas por engenheiros de automação sobre a fiabilidade das soluções IWLAN foram dissipadas, de uma vez por todas, quando a IWLAN da Siemens Indústria foi aprovada pela TÜV e BGIA para uso em aplicações de segurança (fail-safe e). As aplicações fail-safe e, onde a segurança das pessoas e dos equipamentos são uma prioridade absoluta, definem as mais altas exigências de fiabilidade e disponibilidade das instalações em automação industrial. As soluções IWLAN são agora amplamente utilizadas em diversos sectores e aplicações, desde os transportes, manuseamento e logística, indústria mineira e produção automóvel, assim como em todos os tipos de carregamento de contentores e sistemas de guindaste, transportadores monocarril para automóveis, sistemas automatizados de veículos guiados, e guindastes de empilhamento em armazéns de elevada altura. Mas isto não é tudo: o número de componentes preparados para IWLAN está constantemente a aumentar, sejam eles sensores, actuadores ou I/O’s distribuídos com módulos de rádio integrados, etc. A gama completa de produtos IWLAN, inclui access points e módulos de cliente, acessórios de antenas e cabos, assim como painéis móveis e sistemas de engenharia, entre outros. Cada vez mais utilizadores estão a tirar partido da robustez e fiabilidade da IWLAN para tarefas determinísticas e/ou orientadas para a segurança mesmo com dispositivos móveis.
RENTABILIDADE COM UMA SOLUÇÃO COMPLETA lação IWLAN, todos os elemento de uma completa solução industrial deste tipo devem ser tidos em consideração. Além de pontos de acesso, estes incluem vários acessórios de antena, linhas de fornecimento de energia, de dados e todos os tipos de nós preparados para IWLAN, incluindo painéis móveis ou módulos de cliente para a ligação de dispositivos de campo remotos como sensores e actuadores. Um verdadeiro portfólio IWLAN também inclui sistemas de engenharia de inspecção e planeamento de campos de radiofrequência no local, assim como meios de integrar os componentes IWLAN em estruturas de automação já existentes possibilitando o comissionamento e diagnóstico das instalações. A ferramenta de engenharia Sinema E apoia todo o processo de planea-
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Figura 4 . Componentes de acordo com standards da indústria para redes sem fio.
A ferramenta de engenharia Sinema E simplifica o design n e configuração de campos de radiofrequência com simulação extensiva e funções de análise, evitando erros de configuração, bem como comissionamentos rápidos. A WLAN industrial transcende os limites das redes sem fios convencionais. O pleno potencial para uso em automação industrial ainda está para ser descoberto, mas a tendência é clara: “O futuro é IWLAN“.
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mento, configuração, simulação e medição dos campos de radiofrequência. A cobertura e sobreposições são claramente indicadas, tendo em conta as características ambientais e de dispositivo. Desta forma, a interferência de canal pode ser minimizada eficazmente e a fiabilidade das redes IWLAN aumentada, contribuindo para impedir erros de configuração desde o início e acelerar o processo de comissionamento.