|
Tradičně se pro vzdálené monitorovací aplikace používá rádiové spojení, a i když se tento typ komunikačního média ukázal jako cenově efektivní, významnou jeho nevýhodou je omezení rychlosti přenosu dat mezi vzdálenými lokalitami a centrálním řídicím systémem.
Technologie mobilních telefonních sítí nepředstavují stejná omezení a v kombinaci s řídicími schopnostmi může nabídnout jednu hardwarovou platformu, která se snadněji nasazuje, má jednodušší konfiguraci a údržbu a umožňuje i použití v aplikacích s většími nároky na šířku pásma jako je video monitoring.
Proč přes mobilní telefonní sítě
Pokud provozovatelé používají pro monitorování potrubních vedení rádiové komunikace, obvykle používají i Remote Terminal Unit (RTU) jednotky pro záznam dat na lokální paměťové médium a pak musí vysílat pracovníky údržby do jednotlivých lokalit vyčítat záznamy. Je tomu tak proto, že data nejsou přenášena v reálném čase jako je tomu u aplikací využívajících širokopásmové datové spojení jako například video monitoring.
Výhoda mobilních technologií je v tom, že jejich přenosy jsou založeny na bázi IP technologií a protože i většina přístrojů v terénu má rozhraní pro IP komunikaci, je možné získat všechna data ze vzdálených lokalit jednoduše přes mobilní telefonní síť. Ale prosté použití komunikačního média založeného na IP technologiích nestačí k vytvoření ideálního dálkového monitorovacího systému, protože šířka pásma a časy zpoždění jsou rovněž důležité pro tento typ aplikací.
Další výhodou IP komunikací je to, že mobilní sítě nemají praktický žádné omezení vzdálenosti ve srovnání s tradiční rádiovou a mikrovlnou komunikací, což výrazně snižuje požadavky na počet předávacích uzlů v komunikační síti. Protože systém využívá komunikační infrastrukturu, která již byla realizována operátorem, provozovateli systému prakticky nevzniknou žádné další náklady na infrastrukturu. Kromě toho je v mobilní síti obvykle šířka pásma výrazně vyšší než v případě rádiových spojů a zároveň menší citlivost na rušení, není potřeba tak velký počet zařízení provádějících měření a odesílání dat.
Mobilní technologie nedávno prošly dramatickým pokrokem ve výkonnosti a přechod o “2,5G“ GPRS technologií na “3,5G“ technologie HSDPA přinesl značné zlepšení šířky pásma a zkrácení latence sítě. Uplink mobilní sítě může dosahovat rychlosti až 3,6Mbps a downlink propustnost až 7,2Mbps. Latence mobilní sítě se výrazně zlepšila a nyní se blíží hodnotě 100ms. Výsledkem je, že výkon mobilních telefonních sítí dnes převyšuje většinu ostatních komunikačních technologií s velkým dosahem, jež jsou dnes k dispozici.
Dynamické versus statické IP adresy ve vzdáleném sběru dat
Ve většině mobilních aplikací používajících mobilní modemy ve vzdálených lokalitách a SCADA server v centrálním dispečinku je potřeba aby zařízení měla přiřazené statické veřejné IP adresy s cílem vytvořit obousměrnou komunikaci mezi centrální sítí a dataloggery. Protože ale operátoři mobilních telefonních sítí účtují vyšší měsíční poplatky za statické veřejné IP adresy oproti dynamickým vnitřním IP adresám, udržování statické IP adresy je extrémně nákladné a vede k vypnutí některých vzdálených lokalit.
RTU jednotky Moxa ioLogik W5300 a patentovaný aktivní OPC server umožňuje uživatelům použít dynamické vnitřní adresy u jejich RTU jednotek. ioLogik W5300 může automaticky vytvořit spojení s Active OPC serverem pomocí jeho statické IP adresy a Active OPC Server může přijímat aktualizace proměnných z jednotek ioLogik W5300 i přesto že mají jen dynamické IP adresy.
Kromě použití Active OPC serveru jako middleware pro přístup k ioLogik W5300 přes dynamické privátní IP adresy v mobilní síti, můžete použít taky tradiční DDNS technologii. ioLogik W5300 RTU jednotky nyní také podporují DDNS konverzi dynamických IP adres na privátní DNS jména (označována také jako URL). Centrální software se tak bude moci připojit ke vzdálené jednotce ioLogik W5300 bez nutnosti platit za pevnou IP adresu nebo VPN službu operátora.
Aktivní “push“ technologie versus tradiční dotazování
Jakmile se provozovatel rozhodne používat mobilní komunikace, první otázkou bude „kolik to bude stát“? V prostředí tradiční automatizace se využívají ke sběru dat zařízení, jako jsou PLC a šířka pásma není problém, protože PLC obvykle pracují v pevných kabelových sítích. Ve vzdálených aplikacích je ale šířka pásma velký problém a sběr dat v reálném čase pomocí dotazovací (polling) architektury je při použití mobilních technologií vykoupen vysokými náklady. Aktivní (push) technologie označovaná také jako sběr dat založený na událostech nebo reportování výjimek mohou snížit vysoké náklady spojené s využitím mobilní telefonní sítě. U aktivní push technologie se odesílají data získaná z čidel nebo alarmů pouze pokud dojde k definované události. Pokud se událost objeví, jednotka pošle informace do řídicího systému a ten může ihned automaticky nebo zásahem obsluhy na událost reagovat.
Dalším problémem je timeout komunikace. Zařízení založená na ethernetové nebo sériové komunikaci často používají dotazování ke sběru dat. Tato zařízení mají často nastavený timeout komunikace podle běžných podmínek v LAN sítích a při nasazení v mobilních sítích mohou mít problém. Opakované timeouty způsobí pád systému a další poplatky za každý pokus o nové připojení. Aktivní architektura, kde zařízení samy odesílají datové zprávy jsou řešením tohoto problému, protože nahradí trvalé dotazování aktivním odesíláním zpráv, které není timeouty zatíženo.
U aktivního reportování nemusí centrální monitorovací server neustále dotazovat periférie pro získání aktuálních dat. Místo toho server jen čeká na příchod dat. Aktivní reportování nejen snižuje využití šířky pásma, ale také umožňuje alarmy v reálném čase. A co je nejdůležitější, při aktivním odesílání zpráv se úplně vyloučí riziko timeoutů mezi dotazy z centrálního systému a odpověďmi ze vzdálených jednotek.
Konzistentní sběr dat
Vytvářet sběr dat ze vzdálených lokalit v reálném čase založený na nespolehlivé komunikační infrastruktuře není rozumné, neboť subjekty potřebují v reálném čase dělat rozhodnutí ovlivňující alokaci zdrojů a dodávek. Provozovatelé, kteří obvykle využívají datalogery pro sběr informací o událostech, pak tyto záznamy shromažďují ručně během osobních návštěv vzdálených lokalit. Jak si možná dovedete představit, je to velmi neefektivní způsob dodávání informací do serveru zejména proto, že může vést k překrývání dat do více vrstev, které provozovatel musí roztřídit.
Vzhledem k tomu, že mobilní komunikace dává přístup ke všem získaným datům v reálném čase, lze kombinací této komunikační infrastruktury a událostmi řízeného přístupu ke sběru dat dosáhnout lepšího řešení systému pro monitorování vzdálených lokalit.
Řada Moxa ioLogik W5300
RTU jednotka Moxa ioLogik W5300 byla navržena tak, aby uživatelům poskytla snadno použitelné, cenově efektivní a přitom flexibilní technologie na jedné platformě s následujícími funkcemi:
- Distribuovaná řídicí jednotka nabízející mnoho variant přístupu ka datům a řízení v kombinaci s integrovaným GSM/GPRS modemem
- Proprietární Moxa Active OPC Server slouží jako middleware který předává data ze zařízení s privátními IP adresami do centrálního systému
- Software DA-Center pro sběr dat v reálném čase umožňuje uživatelům bezdrátově shromažďovat datové záznamy v centrální databázi bez nutnosti osobní návštěvy vzdálených lokalit
- Centrální řízení a lokální logika společně umožňují distribuovaným systémům vzdálený monitoring a řízení v rozsáhlých aplikacích
Další informace
|
