Полевые беспроводные сети

Часть III

Масштабируемость и надежность

Каждое конечное устройство ISA-100.11a использует IPv6, новейшую Интернет-технологию. Это помогает “обеспечить будущее” сети, поскольку открывает возможность доступа для полевых беспроводных устройств с использованием новейших IP-технологий. Протокол ISA-100.11a предлагает различные настройки масштабирования, такие как количество узлов, которые можно добавить, площадь охвата и т.д. Для расширения сети и добавления дополнительных устройств можно добавить еще один магистральный коммутатор и создать подсеть. Многочисленные подсети, режим медленного переключения каналов, мэппирование протоколов, тунеллирование и магистральная маршрутизация – примеры многочисленных функций архитектуры ISA-100.11a.

Для быстрой загрузки прошивок, повышенной мобильности сотрудников, ISA-100.11a поддерживает режим медленного переключения каналов, с использованием вероятностного сетевого протокола канального уровня.

Это позволяет фиксировать канал на необходимый период времени, вместо его изменения каждые 10 мс. Данный режим особенно полезен при загрузке прошивок для модернизации аппаратного обеспечения беспроводного устройства. Также облегчается использование портативных устройств для калибровки, для настройки определенных устройств.

Мэппирование протоколов и туннелирование уменьшают затраты на инфраструктуру благодаря поддержке старых протоколов и интеграции проводных и беспроводных устройств. Архитектура ISA-100.11a поддерживает много существующих протоколов, включая Foundation Fieldbus, HART, Profibus, Modbus и CIP. Поддержка мэппирования протоколов и туннелирования позволяют Foundation Fieldbus, HART и Profibus использовать стек ISA-100.11a для беспроводных коммуникаций. ISA-100.11a предназначен для контрольно-измерительных приложений с односекундным интервалом передачи данных.

Устройство HART может передавать данные благодаря объединению программного модуля-«обертки» ISA-100.11a с данными HART, и последующей отправкой данных через маршрутизатор беспроводной сети. (рис. 4). При получении данных шлюзом, «обертка» ISA-100.11a удаляется и данные HART отправляются в сеть.

Рис. 4. Стандарт ISA-100.11a может поддерживать несколько протоколов одновременно в рамках одной сети.

Регулируемая производительность сети

Для реализации приложений управления, можно создать подсеть с односекундным уровнем обновления данных через прямую связь с магистральным маршрутизатором.

Многочисленные подсети могут работать в одном и том же физическом пространстве и в одной и той же беспроводной сети с возможностью гибкой настройки для оптимальной сетевой производительности. Помимо работы в рамках одной физической сети, ISA-100.11a также позволяет сетям с разной скоростью передачи данных работать в едином физическом пространстве. Например, одна подсеть может состоять из низкоскоростных датчиков, а другая обеспечивать более высокую скорость для приложений управления.

ISA-100.11a поддерживает одноранговые коммуникации управления, поэтому данным из измерительного устройства не обязательно направляться в шлюз, а, вместо этого, их можно напрямую передать в конечный элемент управления. Эти одноранговые коммуникации позволяют беспроводным устройствам обмениваться данными в рамках односкоростной подсети для ежесекундных обновлений.

Беспроводная сеть ISA-100.11a может быть создана и перенастроена с помощью настройки устройств и программного обеспечения – вместо утомительных проводных соединений, добавления модулей ввода/вывода, программирования и возможной модернизации системы автоматизации. Многие из системных компонентов ISA-100.11a, таких как магистральные маршрутизаторы, менеджер системы, разработаны как функциональные модули, которые можно добавлять и убирать в зависимости от системных требований.

ISA-100.11a обеспечивает надежность, масштабируемость, высокую производительность и одновременную поддержку многочисленных протоколов и устройств. Несколько производителей поддерживают стандарт ISA-100.11a в своих полевых устройствах, АСУ, и ПО для поддержки новейших беспроводных технологий датчиков давления и температурных, шлюзов и т.д. и т.п. 

Тестирование совместимости и сертификация ISA100 Wireless Compliance Institute (www.isa100wci.org) гарантирует, что беспроводные устройства всех производителей могут обмениваться информацией с магистральным маршрутизатором и шлюзом без каких-либо проблем, в стиле “plug-and-play”. 

О стандартах ISA100 

ISA100 – многонациональная, кросс-отраслевая серия стандартов, разработанная по инициативе ISA, аккредитованного члена Американского национального института стандартов. Программа ISA100 была запущена для того, чтобы создать надежную и универсальную семью беспроводных стандартов и рекомендаций для приложений промышленной автоматизации. Эта программа по развитию стандартов инициирована рынком, а не производителями, и разрабатывается комитетом, в который входят конечные пользователи. Они активно участвуют в принятии решений, голосуют за принятие решений по стандартам и требованиям к беспроводным коммуникациям на промышленных предприятиях.

ISA-100.11a-2011 был одобрен ISA и  Американским национальным институтом  стандартов в 2011 г., и, в настоящее  время, приближается к окончательному  утверждению Международной электротехнической  комиссией в качестве IEC 62734. 
Другие документы, разработанные ISA100, включают:

• ISA-TR100.15.01-2012 – Архитектурная модель транспортных сетей: безопасные коммуникации в доверенных и недоверенных сетях.

• ISA-TR100.14.01-Часть I-2011 – Доверенные беспроводные системы промышленной автоматизации: Часть 1 – Информация для конечных пользователей и регуляторов

• ISA-TR100.00.03-2011 – Пользовательские требования к промышленным беспроводным системам

• ISA-TR100.00.02-2009 – Руководство инженера АСУ ТП по беспроводным технологиям: Часть 2 – Обзор технологий для трекинга промышленных активов

• ISA-TR100.00.01-2006 – Руководство инженера АСУ ТП по беспроводным технологиям: Часть 1 – Физика радио, руководство

Для более подробной информации, посетите www.isa.org/findstandards и выберите “100” из выпадающего списка.