Presentación Wireless Phoenix Contact

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Wireless
Industrial Wireless Local Area Network
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Agenda
Agenda
Introducción
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Fundamentos
Soluciones
Características de sistemas inalámbricos
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Industrial Wireless Telecontrol
Agenda
Cobertura de larga distancia
Introducción
Habitualmente el ancho de banda no es importante
Fundamentos
Transmisión de datos:
Soluciones
Industrial
Wireless
Telecontrol
Industrial Wireless LAN
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
Comunicación en tiempo real determinista
WirelessHART
Opción de conectarse a otras redes (pasarelas)
Automatización de Proceso: Actualización de valores
lenta y con pocos datos
WirelessHART
WLAN – los tres pilares
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Características de sistemas inalámbricos
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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.
Wireless en la industria
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Controlador
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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
Frecuencias empleadas en sistemas industriales
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Agenda
Introducción
Fundamentos
• Son bandas de utilización libre
• Tuvieron su origen en aplicaciones militares
Soluciones
• En los 80 la FCC estableció las tres bandas ISM ( Industrial
Scientific and Medical ) de utilización libre:
BANDA ISM
Ancho de banda Ámbito USA Ámbito Europa
( FCC 15 )
( ETS 300 )
902-928 MHz
26 MHz
SI
NO
2,4…2,4835 GHz
83,5 MHz
SI
SI
5,725…5,850 GHZ
125 MHz
SI
SI
Diferentes tecnologías inalámbricas
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Características de WLAN
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Estandarizado según IEEE 802.11….
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
802.11a/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)
Características de Bluetooth
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Agenda
Introducción
Estandarizado según IEEE 802.15.1
Estable, estándar bien establecido
Fundamentos
Soluciones
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
Coexistencias de Bluetooth y WLAN
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Agenda
Introducción
1
Fundamentos
...................................... Bluetooth ...............................
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- Mecanismo automático: AFH (Adaptive Frequency Hopping)
- Mecanismo manual: WLAN Channel Skipping
Soluciones
83,5 MHz
22MHz
WLAN 1
2400
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472
MHz
2483.5
Funcionamiento WLAN
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Agenda
Introducción
Fundamentos
1. 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
Soluciones
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
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Estándar de la IEEE: Opera en frecuencias de 2.4 a 5 GHz
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
802.11: 1 a 2 Mbps a 2.4GHz
802.11a: 54 Mbps a 5GHz
802.11b: 11Mbps a 2.4GHz
802.11g: 54 Mbps a 2.4GHz
Otros: h (DFS), d (Cambios de MAC), e (QoS), j (Japón), n (x4, x8),
i (WPA2) ...
IEEE 802.11n
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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).
IEEE 802.11n vs. IEEE 802.11abg
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Mbps
Ancho de banda
600
Soluciones
500
450
400
300
300
200
100
54
0
802.11a
(año de publicación) (1999)
Estándar WLAN
54
54
802.11g
(2003)
802.11h
(2004)
11
802.11b
(1999)
802.11n
2x3:2
(2009)
802.11n
3x3:3
(2009)
802.11n
4x4:4*
(2009)
Atenuación
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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.
Seguridad
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
WEP (Wired Equivalent Privacy)
Usa un algoritmo RC4 de cifrado con claves de 40-bit o 104bit
La seguridad mediante WEP no es válida para el entorno
industrial.
WPA y WPA2:
Autenticación
Datos muy sensibles 802.1X
sobre 802.11
El resto PSK (Pre-Shared Key)
Cifrado e Integridad de Datos
WPA:
TKIP
(Temporary Key Integrity Protocol)
WPA2:
AES
(Advanced Encryption Standard)
PROFINET y Profisafe inalámbricas
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Especificación de los requisitos de
transmisión transparente de Profinet
via Bluetooth y WLAN
Inclusión en los estándares IEC
61158-2 IEC 61784-2
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)
18
Mayor seguridad IWLAN y PROFIsafe
19
Agenda
La Tecnología wireless hace posible la comunicación donde
el cable no sería rentable!
Introducción
Fundamentos
Instalación de los puntos de acceso en Atex zona 2.
Soluciones
Servidor
SIMATIC PCS 7
Switch
SCALANCE X208
Industrial Ethernet
Zona 2
AP
SCALANCE
W786-2PRO
Operadores móviles
SIMATIC PCS 7
Mayor seguridad Bluetooth y PROFIsafe
20
Agenda
SDI
Introducción
Fundamentos
Soluciones
&
La Tecnología wireless hace
posible la comunicación donde el
cable no sería rentable!
Sistema Safety Bridge, basado en
Profisafe
LPSDO
Protección de la inversión
21
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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
SCALANCE W
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La solución adecuada a cada aplicación.
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
SCALANCE W
23
La solución adecuada a cada aplicación.
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
iFeatures
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Funciones adicionales para su uso en entornos
industriales especiales
iPCF & Rapid Roaming (RR)
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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)
Rcoax - Cable radiante
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
 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.
Configuración típica con RCoax
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Controlador IWLAN IEEE 802.11abgn
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WLC711
Consola de gestión
(PC con explorador Web)
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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
HMI + WLAN + SAFETY
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Panel móvil para supervisión y control de operador...
Agenda
Seguridad integrada (opcional), Certificado por TÜV y BIA hasta SIL3, con
Introducción
transpondedor de identificación y medida de distancia, e inicio seguro de sesión
Fundamentos
Soluciones
Wireless IO
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Max. 3 dispositivos E/S
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
RTT
< 50ms
Estación base Wireless I/O
Estación Fieldline modular
IEEE 802.11 n + Alta Potencia
31
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Mayor robustez
Más velocidad
Mayor fiabilidad
Configuración estándar
32
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Gestión de cluster integrada
33
Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Red WLAN completa
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Adaptador industrial WLAN
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Conecta dispositivos Ethernet con WLAN
WLAN EPA
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
 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
El adaptador WLAN industrial
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Conecta dispositivos Ethernet con WLAN
 Básculas
 Cámaras de seguridad
 Terminales
 Pantallas
 PLCs
 Estaciones E/S
 Shuttles de almacenes
 PCs industriales
Bluetooth EPA
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Hasta 400 m
SafetyBridge
Bluetooth EPA
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
Comunicación priorizada
Válido para PROFIsafe & Safety Bridge
Tiempo de actualización min. 8 ms
Ventajas de usar comunicaciones inalámbricas
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Agenda
Introducción
Fundamentos
Soluciones
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!
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