¿Cap a una indústria sense fils?
TECNOLOGIA SENSE FILS
Les tecnologies de ràdio sense fils es vénen utilitzant en l'àmbit domèstic des de primers del nou segle, però la seva aplicació en els processos industrials es va produir amb posterioritat.
La major part de les tecnologies sense fils que s'utilitzen en l'entorn domèstic treballa a 433 megahertz; és, per exemple, la tecnologia que s'usa en els comandaments a distància o en els portones dels garatges. Es tracta de freqüències baixes, molt susceptibles a les interferències, sobretot quan hi ha molts equips operant en un espai reduït, com és el cas del sector industrial. A manera il·lustrativa val citar, que qualsevol dels elements de la soldadura per arc produiria interferències. Així doncs, aquestes tecnologies no resultaven vàlides per a l'entorn industrial.
Però ha estat la introducció massiva de les tecnologies sense fils tant en el sector domèstic com en les oficines, el que ha fet posbile l'aparició de solucions inalàmbriques avançades a preus reduïts. Aquesta evidència, al costat de l'estandardització promoguda per les empreses del sector de les telecomunicacions en l'àmbit de les comunicacions sense fils de curt abast (802.11, Bluetooth, ZigBee (1), RFID) ha permès una incipient penetració d'aquestes en els processos industrials .
Després del pas de la tecnologia analògica a la digital, la indústria té davant seu una nova revolució, un salt tecnològic que portarà de la tecnologia digital cablejada a la tecnologia wireless. ¿Donarà la indústria el pas definitiu? I, el més important, fer el pas comporta riscos, o són tot avantatges? Jutgin vostès.
En principi, l'àmbit on es preveu que aquesta tecnologia cobri més força és en domòtica causa de diverses característiques que el diferencien d'altres tecnologies, com el seu baix consum, la seva topologia de xarxa en malla i la seva fàcil integració (es poden fabricar nodes amb molt poca electrònica).
Wireless, per què i per qui
Les aplicacions sense fils són útils en qualsevol sector industrial i qualsevol tipus de planta, però, sobretot, resol un problema, fins ara insalvable, en el cas que hi hagi la necessitat de portar un senyal d'un costat a un altre i no sigui possible tirar un cap, en aquest sentit refineries de petroli, estacions de bombament o depuradores d'aigua, exemplifiquen l'espectacular aportació de les tecnologies sense fils.
D'altra banda, aquestes tecnologies tenen molt a aportar quan intervé el factor mobilitat. En les plantes industrials els autòmats van, vénen, roten, pugen, baixen, els robots van soldant i les pinces realitzen moviments a tot arreu, entre tant cal recollir els senyals i enviar-amb fiabilitat i precisió al sistema que controla tot el procés. Eliminar, per exemple, un cable de senyals que està permanentment en moviment i veient sotmès a desgast i trencament, constitueix un enorme avantatge. Com veiem, no és només una qüestió d'eliminar fils, sinó que la transmissió d'informacions procedents de dispositius de camp augmenta la fiabilitat de les instal·lacions i obre un vast camp a l'hora de dissenyar maquinària amb parts mòbils.
Pel que fa al tipus de dades a manejar, podríem classificar els requeriments de la indústria en tres nivells. La funció més simple serien els senyals punt a punt, que serveix per saber des d'un punt, si alguna cosa està activat o no en un altre punt a distància.
Després trobem la integració de senyals d'entrada i sortida sense fils integrades en un bus de camp; poder posar aparells que recullin els senyals de les parts mòbils de les màquines i les enviïn sense fils a l'estació central, augmenta la comoditat, la fiabilitat i la precisió en la mobilitat d'aquests dispositius mòbils. A l'estadi més complex es situaria la transmissió de dades, com ara càmeres de vigilància sobre Ethernet, autòmats comunicant-se entre ells o algú programant un autòmat des d'un portàtil.
Alguns avantatges
Un dels avantatges que la indústria de processos pot obtenir de les comunicacions wireless és la facilitat que aquestes ofereixen per a les tasques de diagnòstic, poder reunir informació de qualsevol punt del procés sense el cost dels cables i de la infraestructura que aquests necessiten, a més dels freqüents canvis que requereix la instal lació de cablejat, constitueix un dels majors beneficis. Un altre element significatiu és que, com els sistemes wireless no necessiten d'instal lació, prendre la decisió d'invertir-hi resulta més fàcil, ja que és possible implementar progressivament un sol transmissor wireless en diferents entorns i aplicacions. En aquest sentit cal comentar que una estació base wireless pot suportar 42 dispositius diferents per mesurar i monitoritzar variables com temperatures i pressions.
Determinats fenòmens atmosfèrics influeixen en el senyal, com és el cas de la pluja, una pluja copiosa, d'aproximadament 50l per m_ / h, es correspon amb una atenuació 0,02 dB / km. Un altre exemple és el vent. El vent fort no influeix sobre el senyal de ràdio però sí que pot tenir un efecte mecànic sobre les antenes. Un petit desplaçament d'aquestes d'uns pocs cm pot suposar la pèrdua de l'enllaç de ràdio ja que aquest desplaçament es tradueix en metres a diversos quilòmetres de distància.
En realitat, Wi-Fi és una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriorment la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), l'organització comercial que adopta, prova i certifica que els equips compleixen els estàndards 802.11. Wi-Fi és un segell que serveix per certificar que un producte compleix amb els estàndards 802.11. WiFi fa referència al sistema de comunicació WLAN, l'alternativa sense fil a les xarxes LAN cablejades, en definitiva a una xarxa sense fils d'àrea local.
Bluetooth versus Wi-Fi
El nom de Bluetooth ve de Harald Bluetooth, un Víking i rei de Dinamarca entre els anys 940-981, que va unir Dinamarca i Noruega, i que va ser reconegut per la seva capacitat d'ajudar a la gent a comunicar-se?
Característiques
El Bluetooth és un sistema amb un estàndard ben establert (estandarditzat segons IEEE 802.15.1), treballa en una banda de freqüència de 2.4 GHz i poden usar-se globalment gratuïtament i sense llicència. Es tracta d'una tecnologia de transmissió ràpida FHSS, amb 79 canals i 1.600 salts de freqüència per segon, el que fa d'ell un sistema molt fiable en entorns industrials.
L'estàndard Bluetooth ofereix un alt grau de seguretat de les dades (encriptació de 128 bits, autentificació i aparells ocults). Així mateix, treballa amb regulació automàtica de potència de transmissió i disposa de correcció d'errors integrada (FEC), al voltant d'un 1.2% BER (taxa d'error de bits), de manera que la necessitat de repetició de paquets està virtualment eliminada.
Característiques
Estandarditzat segons IEEE 802.11, el WLAN és també un sistema estable, que treballa en bandes de freqüència de 2.4 GHz i 5 GHz i, com en el cas del Bluetooth, pot usar-se globalment gratuïtament i sense llicència. Amb tecnologia de transmissió DSSS, compta amb entre 11 i 13 canals, 3 dels quals no es solapen.
El WLAN ofereix un molt alt grau de seguretat de dades, gràcies als mecanismes d'encriptació i autenticació, una transmissió transparent de protocols IP, i un gran ample de banda, fins a 54 Mbps (aproximadament 25 Mbps net).
WiMax significa Worldwide Interoperability for Microwave Access, (Interoperabilitat Mundial per Accés per Microones). És un estàndard de transmissió sense fil de dades (802.16 MAN) que proporciona accessos concurrents en àrees de fins a 48 km de radi ia velocitats de fins a 70 Mbps, utilitzant tecnologia que no requereix visió directa amb les estacions base.
WiMax és un concepte semblant a Wi-Fi però amb major cobertura i ample de banda. Wi-Fi va ser dissenyat per a ambients sense fil interns com una alternativa al cablejat estructurat de xarxes i amb capacitat sense línia de vista de molt pocs metres. WiMax, per contra, va ser dissenyat com una solució d'última milla en xarxes metropolitanes (MAN) per a prestar serveis a nivell comercial.
Encara que la tecnologia d'identificació per radiofreqüència RFID ja està sent implantada en entorns industrials, especialment en aplicacions com el control de la cadena de subministrament i producció, el seu ús s'ha estès també als controls de seguretat gràcies a les possibilitats que ofereix. Les funcionalitats d'ubicació aplicades a la tecnologia RFID permeten emetre alarmes i saber el punt exacte on s'han produït. Aquesta facilitat pot aplicar tant a la protecció de persones com a les tasques de manteniment. Una de les aplicacions amb més èxit consisteix en la implementació de RFID actiu per al control de maquinària mòbil o per garantir que no es produeixen pèrdues d'inventari valuós. Si un actiu sobrepassa un límit, es pot enviar una alarma i prendre acció en aquest precís moment. De la mateixa manera, pot ubicar maquinària mòbil evitant recerques innecessàries.
Qüestió de mercat
En aquest sentit, WLAN i Bluetooth estan molt bé posicionades, es tracta de tecnologies amb estàndards estables i sòlidament establerts, que s'han imposat en el mercat a través de l'electrònica de consum i en l'empresa, requisits necessaris perquè una tecnologia s'adopti en l'automatització industrial. Només una vegada garantida la viabilitat de la tecnologia i la seva disponibilitat a baix cost és que aquesta tecnologia entra a la indústria. Perquè una tecnologia sigui adoptada, doncs, per sector industrial ha de tenir la garantia d'un estàndard estable, haver demostrat la seva efectivitat després d'haver estat posada a madurar en el mercat del gran consum i estar prou amortitzada per disposar-ne a preus raonables.
Avui s'estan duent a terme nombroses investigacions amb nous sistemes sense fil, però a aquests encara els queda per resoldre gran nombre de qüestions reguladores, demostrar les seves prestacions en el terreny pràctic i solucionar els problemes que sorgeixen d'operar en la mateixa banda de freqüència que altres sistemes sense fil, de manera que no val la pena esperar que arribin, al cap ia la fi, està clar que WLAN i Bluetooth han arribat per quedar-se.