Żyjemy w świecie oplecionym, i to wielokrotnie, różnymi sieciami transmisji bezprzewodowej. Coraz większe znaczenie zyskuje koncepcja Internetu Rzeczy (IoT, ang. Internet of Things), w którym urządzenia i procesy komunikują się ze sobą i wymieniają informacje w czasie rzeczywistym. Większość tych procesów odbywa się automatycznie, bez naszego udziału, a ich zadaniem jest zwiększenie komfortu naszego życia. Bluetooth, Wi-Fi, GPS, GPRS, LTE-M, 3G, 5G to tylko kilka rodzajów transmisji bezprzewodowej, które zdominowały świat.
Transmisja bezprzewodowa w automatyce
Nowe technologie i innowacyjne rozwiązania techniczne coraz bardziej wpływają na nasze życie codzienne. Jednak znacznie wcześniej znajdują one zastosowanie w przemyśle i gospodarce przyczyniając się do rozwoju technologicznego i postępu. Jedną z dziedzin, w której transmisja bezprzewodowa odgrywa dziś znaczącą rolę jest automatyka, przy czym w równym stopniu dotyczy to zarówno automatyki przemysłowej, jak i zyskującej coraz więcej zastosowań automatyki budynkowej.
Transmisja bezprzewodowa stanowi doskonałe narzędzie zwłaszcza w systemach telemetrycznych umożliwiając zdalny odczyt danych i niezawodną transmisję z miejsc trudno dostępnych takich, jak piwnice, instalacje i węzły ciepłownicze, itp. Transmisja bezprzewodowa zapewnia też redukcję, a często nawet eliminację tradycyjnych połączeń kablowych realizujących przesyłanie danych w systemach telemetrycznych, co ma istotne znaczenie w dużych, rozproszonych sieciach pokrywających swoim zasięgiem nawet całe zakłady lub miasta i obsługujących tysiące urządzeń pomiarowych.
Kluczowe technologie i standardy
Do najbardziej znanych i stosowanych rodzajów transmisji zalicza się transmisję Bluetooth, Wi-Fi, GPRS, LTE-M oraz zyskującą coraz większą popularność transmisję 5G.
Z punktu widzenia automatyki i telemetrii istotny jest przede wszystkim zasięg transmisji. W przypadku Bluetooth wynosi on zaledwie kilka metrów, jednak wiele urządzeń jak inteligentne urządzenia zdalnego odczytu, ale również drukarki, kamery, a nawet telefony komórkowe wykorzystują ten rodzaj transmisji, który sprawdza się w obrębie pomieszczenia. Zasięg sieci Wi-Fi zapewnia zasięg do kilkunastu metrów w pomieszczeniach zamkniętych i nawet do 30 m w terenie (w zależności od warunków terenowych i przeszkód na drodze sygnału). Największy zasięg zapewniają sieci komórkowe GPRS, LTE-M i 5G. Przykładowo 5G oferuje szybkość transmisji 600 Mb/s, a w przyszłości nawet 20 Gb/s. Wi-Fi oferuje szybkość transmisji rzędu co najmniej 100 Mb/s, jednak z racji zasięgu jej wykorzystanie jest ograniczone do małych obiektów.
Zastosowania transmisji bezprzewodowej w automatyce
Najbardziej znanym zastosowaniem transmisji bezprzewodowej jest telefonia komórkowa. Jednak często nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak bardzo transmisja bezprzewodowa jest powszechna i wykorzystywana w niemal każdym aspekcie naszego życia codziennego, w przemyśle, budownictwie, ciepłownictwie, energetyce, medycynie, transporcie i wielu innych dziedzinach gospodarki.
W przemyśle transmisja bezprzewodowa pozwoliła przede wszystkim na dotarcie do tych etapów i elementów procesu, do których wcześniej nie było to możliwe z racji bezpieczeństwa, utrudnionego dostępu, czy wreszcie braku możliwości zapewnienia transmisji z wykorzystaniem przewodów. Umożliwiła też tworzenie złożonej inteligentnej infrastruktury technicznej obejmującej całe miasta. Systemy sterowania i nadzoru w ciepłownictwie, energetyce, wodociągach mogą obsługiwać cały proces obejmujący wytwarzanie ciepła, jego przesyłanie i dystrybucję, w tym rozliczanie poboru przez każdego odbiorcę, wykrywanie, lokalizację i zgłaszanie awarii, analizę działania i prognozy dotyczące zapotrzebowania w danych porach dnia czy roku.
Inteligentne domy, czy inteligentne miasta to koncepcje, które ziściły się wraz z pojawieniem się transmisji bezprzewodowej. Brak konieczności przewiercania się przez ściany w poszczególnych pomieszczeniach w celu położenia wiązek przewodów otworzyło możliwości maksymalnego nasycenia nawet najmniejszych pomieszczeń w czujniki, detektory, regulatory czy sterowniki w celu stworzenia zintegrowanych systemów sterowania i monitorowania. Sterowanie oświetleniem, ogrzewaniem i wentylacją oraz dostępem do poszczególnych pomieszczeń, monitorowanie pomieszczeń, kontrola bezpieczeństwa przeciwpożarowego, czy wreszcie możliwość dostępu i podglądu realizowanych procesów i ręcznego sterowania w aplikacji mobilnej z dowolnego miejsca na ziemi stały się możliwe głównie dzięki tej technologii.
Korzyści, wyzwania i przyszłość transmisji bezprzewodowej w automatyce
Możliwość przesyłania danych z inteligentnych urządzeń zdalnego odczytu i sterowania urządzeniami wykonawczymi zlokalizowanych na rozległych obszarach, w trudno dostępnych miejscach zapewnia nie tylko niezawodność systemów monitorowania i sterowania, ale także ich niemal nieograniczoną zasięgiem rozbudowę i ograniczenie kosztów związanych z obsługą. Dzięki transmisji bezprzewodowej wzrosła elastyczność systemów i redukcja kosztów związanych z rozbudową i modyfikacją infrastruktury. Przyłączanie kolejnych punktów pomiarowych nie wymaga układania przewodów, a istniejące instalacje nie są narażone na uszkodzenia i awarie wywołane przez podtopienia czy roboty ziemne.
Kontrola zdarzeń i parametrów procesów w miejscach dotąd niedostępnych lub trudno dostępnych oraz łatwość tworzenia rozległych i niezawodnych sieci połączeń w systemach automatyki, w tym w telemetrii, dzięki transmisji bezprzewodowej rozszerzyła zakres stosowania i możliwości systemów sterowania i monitorowania wpływając na istotny wzrost bezpieczeństwa infrastruktury i jej zasięgu, zmniejszenie awaryjności, kosztów utrzymania i eksploatacji.
Mimo, że transmisja bezprzewodowa już zdominowała świat technologii, jej rola w przyszłości wydaje się jeszcze większa, choćby dzięki wykorzystaniu jej w połączeniu ze sztuczna inteligencją (AI, ang. Artificial Intelligence). Możliwość tworzenia samouczących się maszyn i procesów korzystających już nie tylko z inteligentnych urządzeń zapewniających zdalny pomiar, ale rozpoznających twarze, gesty i mowę, dokonujących analizy i syntezy procesów, a na ich podstawie automatycznie tworzących kolejne i modyfikujących istniejące systemy sterowania, monitorowania to przyszłość. I to wcale nieodległa.
Najnowsze komentarze