Industrial Wireless Local Area Network. Agenda. Agenda Introducción Fundamentos Soluciones. Introducción Fundamentos Soluciones

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Industrial Wireless Local Area Network. Agenda. Agenda Introducción Fundamentos Soluciones. Introducción Fundamentos Soluciones"

Rafael García Domínguez
hace 7 años
Vistas:

1 Wireless

2 Industrial Wireless Local Area Network 2

Características de sistemas inalámbricos 3 Industrial Wireless Telecontrol Cobertura de larga distancia Habitualmente el ancho de banda no es importante Industrial Wireless Telecontrol Industrial

3 Características de sistemas inalámbricos 3 Industrial Wireless Telecontrol Cobertura de larga distancia Habitualmente el ancho de banda no es importante Industrial Wireless Telecontrol Industrial Wireless LAN Transmisión de datos: Control remoto: esporádicos Mantenimiento remoto: continua Industrial Wireless LAN Industrial Wireless LAN Comunicación entre nodos estáticos Comunicación entre nodos móviles Supervisión y control móvil Alta velocidad de datos Gran número de nodos WirelessHART Comunicación en tiempo real determinista WirelessHART Opción de conectarse a otras redes (pasarelas) Automatización de Proceso: Actualización de valores lenta y con pocos datos

4 WLAN los tres pilares 4

5 Características de sistemas inalámbricos 5 En general los sistemas wireless: Aportan una enorme flexibilidad a la hora de diseñar soluciones de automatización, permitiendo solucionar de forma sencilla aplicaciones de gran complejidad. Aportan un ahorro de costes de mantenimiento en aplicaciones móviles, en comparación con soluciones convencionales de anillos rozantes o escobillas. Elimina la necesidad de soterramiento de cableados cuando esta es compleja. Son la mejor opción en renovaciones o ampliaciones de instalación, aplicaciones móviles, etc.

6 Wireless en la industria 6 Controlador Adquisición de datos de proceso Conexiones móviles Conexión de buses anteriores Periferia móvil (sensor/actuador) Aplicaciones industriales de control de lazo abierto y cerrado en instalaciones que requieren determinismo, comunicación cíclica y reacciones rápidas

7 Frecuencias empleadas en sistemas industriales 7 Son bandas de utilización libre Tuvieron su origen en aplicaciones militares En los 80 la FCC estableció las tres bandas ISM ( Industrial Scientific and Medical ) de utilización libre: BANDA ISM Ancho de banda Ámbito USA ( FCC 15 ) Ámbito Europa ( ETS 300 ) MHz 26 MHz SI NO 2,4 2,4835 GHz 83,5 MHz SI SI 5,725 5,850 GHZ 125 MHz SI SI

8 Diferentes tecnologías inalámbricas 8

Características de WLAN 9 Estandarizado según IEEE 802.11. Bandas de 2.

9 Características de WLAN 9 Estandarizado según IEEE Bandas de 2.4 GHz y 5 GHz Pueden usarse globalmente gratuitamente y sin licencia Tecnología de transmisión DSSS, OFDM y HT-OFDM 24 canales libres en 5Ghz, y 3 canales en 2,4GHz en los estandates a/b/g/h/n Muy alto grado de seguridad de datos, gracias a los mecanismos de encriptación y autentificación Control de potencia TPC, frecuencia dinámica DFS, multiple antena MIMO Transmisión transparente de protocolos IP Gran ancho de banda, hasta 450 Mbps (aprox. 217 Mbps neto)

10 Características de Bluetooth 10 Estandarizado según IEEE Estable, estándar bien establecido Banda de 2.4 GHz Pueden usarse globalmente gratuitamente y sin licencia Tecnología de transmisión rápida FHSS 79 canales, 1600 saltos de frecuencia por segundo Comunicación muy fiable en entornos industriales Seguridad de información: Encriptación de 128-bit, autentificación, aparatos ocultos Regulación automática de potencia de transmisión Correción de errores integrada (FEC) Entorno a un 1.2% BER (tasa de error de bits), la necesidad de repetición de paquetes está virtualmente eliminada

11 Coexistencias de Bluetooth y WLAN Bluetooth Mecanismo automático: AFH (Adaptive Frequency Hopping) - Mecanismo manual: WLAN Channel Skipping 83,5 MHz 22MHz 2400 WLAN MHz

12 Funcionamiento WLAN Descubrimiento La estación ha de conocer la existencia del PA al que conectarse. Descubrimiento Pasivo: Espera recibir la señal de PA Descubrimiento Activo: La estación lanza tramas a un PA determinado y espera una respuesta 2. Autenticación La estación ha de autenticarse para conectarse a la red 3. Asociación La estación ha de asociarse para poder intercambiar datos con otras. 4. Cifrado Protección de los datos que se envían a través de la red.

Basado en el estándar IEEE 802.11 13 Estándar de la IEEE: Opera en frecuencias de 2.4 a 5 GHz 802.11: 1 a 2 Mbps a 2.4GHz 802.

13 Basado en el estándar IEEE Estándar de la IEEE: Opera en frecuencias de 2.4 a 5 GHz : 1 a 2 Mbps a 2.4GHz a: 54 Mbps a 5GHz b: 11Mbps a 2.4GHz g: 54 Mbps a 2.4GHz Otros: h (DFS), d (Cambios de MAC), e (QoS), j (Japón), n (x4, x8), i (WPA2)...

14 IEEE n 14 Multiple In Multiple Out (MIMO) usa varias antenas activas, funcionando a la vez, lo que permite un mayor ancho de banda y mayor fiabilidad que Single In Single Out (SISO).

15 IEEE n vs. IEEE abg 15 Mbps 600 Ancho de banda Estándar WLAN (año de publicación) a (1999) b (1999) g (2003) h (2004) n 2x3:2 (2009) n 3x3:3 (2009) n 4x4:4* (2009)

16 Atenuación 16 Sólo es cero en vacío. Todas las partículas producen una atenuación (Gases, líquidos o sólidos) Los obstáculos también producen atenuación Varia con la frecuencia. El alcance es una combinación de potencia, tipo de antena y posición.

17 Seguridad 17 WEP (Wired Equivalent Privacy) Usa un algoritmo RC4 de cifrado con claves de 40-bit o 104- bit La seguridad mediante WEP no es válida para el entorno industrial. WPA y WPA2: Autenticación Datos muy sensibles 802.1X sobre El resto PSK (Pre-Shared Key) Cifrado e Integridad de Datos WPA: TKIP (Temporary Key Integrity Protocol) WPA2: AES (Advanced Encryption Standard)

18 PROFINET y Profisafe inalámbricas 18 Especificación de los requisitos de transmisión transparente de Profinet via Bluetooth y WLAN Inclusión en los estándares IEC IEC Aprobación de transmisión inalámbrica Profinet & Profisafe mediante Bluetooth y WLAN por TüV y BGIA, especificación de los requisitos de seguridad (Profisafe profile V 2.4)

19 Mayor seguridad IWLAN y PROFIsafe 19 La Tecnología wireless hace posible la comunicación donde el cable no sería rentable! Instalación de los puntos de acceso en Atex zona 2. Servidor SIMATIC PCS 7 Switch SCALANCE X208 Industrial Ethernet Zona 2 AP SCALANCE W786-2PRO Operadores móviles SIMATIC PCS 7

20 Mayor seguridad Bluetooth y PROFIsafe 20 & SDI La Tecnología wireless hace posible la comunicación donde el cable no sería rentable! LPSDO Sistema Safety Bridge, basado en Profisafe

21 Protección de la inversión 21 Para proteger la inversión de sistemas PROFIBUS existentes y en explotación, que necesitan conectarse por wifi, se puede usar pasarelas Estas pasarelas pueden operar con antenas o con cable radiante

22 SCALANCE W 22 La solución adecuada a cada aplicación.

23 SCALANCE W 23 La solución adecuada a cada aplicación.

24 ifeatures 24 Funciones adicionales para su uso en entornos industriales especiales

25 ipcf & Rapid Roaming (RR) 25 Alcanza transmisiones de datos deterministicas en una rede WLAN Particularmente recomendado para PROFINET IO sobre WLAN Comunicación wireless en real-time Alcanza transmisiones de datos deterministicas durante los roaming (usando tanto Rcoax como antenas)

26 Rcoax - Cable radiante 26 Cuando hay zonas que son problemáticas para los sistemas inalámbricos normales, el RCoax funciona como una antena especial para la SCALANCE W Las aplicaciones típicas dónde aporta mayores ventajas son sistemas de transporte autopilotado, transportadores monorraíl, almacenes, etc.

27 Configuración típica con RCoax 27

28 Controlador IWLAN IEEE abgn 28 WLC711 Consola de gestión (PC con explorador Web) WAN ERP SCADA SAP VoIP Red corporativa Industrial Ethernet 16 x W78xC W786-2HPW (32 APs como máximo ) SCALANCE XR-300 Puntos de acceso SCALANCE inteligentes, para su uso con controlador (APs FIT) Si el controlador WLC falla la WLAN seguirá funcionando

29 HMI + WLAN + SAFETY 29 Panel móvil para supervisión y control de operador... Seguridad integrada (opcional), Certificado por TÜV y BIA hasta SIL3, con transpondedor de identificación y medida de distancia, e inicio seguro de sesión

30 Wireless IO 30 Max. 3 dispositivos E/S RTT < 50ms Estación base Wireless I/O Estación Fieldline modular

31 IEEE n + Alta Potencia 31 Mayor robustez Más velocidad Mayor fiabilidad

32 Configuración estándar 32

33 Gestión de cluster integrada 33

34 Red WLAN completa 34

35 Adaptador industrial WLAN 35 Conecta dispositivos Ethernet con WLAN

36 WLAN EPA 36 Diseñado para automatización industrial Priorización de trama Profinet Roaming transparente (2x EPA) Configuración mediante botón Mode, Interface Web o comandos AT Control mediante SNMP Arranque rápido en menos de 3 s Válido para Profisafe y SafetyBridge

37 El adaptador WLAN industrial 37 Conecta dispositivos Ethernet con WLAN Básculas Cámaras de seguridad Terminales Pantallas PLCs Estaciones E/S Shuttles de almacenes PCs industriales

38 Bluetooth EPA 38 Hasta 400 m SafetyBridge

39 Bluetooth EPA 39 Comunicación priorizada Válido para PROFIsafe & Safety Bridge Tiempo de actualización min. 8 ms

40 Ventajas de usar comunicaciones inalámbricas 40 Sistemas mucho más flexibles Transmisión de datos a socios de comunicaciones móviles es sin contacto y por lo tanto no sujeto al desgaste Ahorro de costes Sustitución de anillos rozantes y los cables Emisiones de RF bajo control con cable radiante Cobertura fiable en zonas donde de otro modo sería difícil la comunicación inalámbrica con antenas Protección de la inversión Integración de dispositivos de campo PROFIBUS en una red inalámbrica mediante pasarelas Tecnología inalámbrica industrial: fiable, robusta y segura!

Documentos relacionados

Siemens, S.A. Gestión de vehículos auto-guiados con PROFINET IO y redes inalámbricas IWLAN con cable radiante

Siemens, S.A. Gestión de vehículos auto-guiados con PROFINET IO y redes inalámbricas IWLAN con cable radiante Gestión de vehículos auto-guiados con PROFINET IO y redes inalámbricas IWLAN con cable radiante José Luis Doñoro Ayuso Requerimientos del cliente Único controlador en la instalación para gestión del sistema