Vil du gøre din fabrik trådløs? NIST kan vejlede dig

Det er blevet kaldt den "smarte fabrik" og endda givet den høje betegnelse for "den fjerde industrielle revolution." Fremtidens fremstillingsoperation vil være en, hvor netværkssystemer overvåger og styrer processer, maskiner kommunikerer med hinanden og med mennesker ved høje hastigheder, og fabrikken selv træffer beslutninger om, hvordan man optimerer og letter produktionen.

Velvidende, at det kræver pålidelig trådløs kommunikation at få det hele til at ske, National Institute of Standards and Technology (NIST) har udgivet det første sæt videnskabsbaserede retningslinjer nogensinde for at hjælpe brugerne med at vælge det bedste trådløse system til ethvert specifikt industrielt miljø, specialdesign opsætningen for at få det til at fungere, med succes implementere det, og sørg derefter for, at netværket fungerer efter behov.

Ved at eliminere fysiske forbindelser såsom ledninger og kabler fra en facilitets kommunikationsnetværk, trådløs teknologi tilbyder mange produktioner, kemiske forarbejdnings- og forsyningsorganisationer et middel til at drive hele deres drift mere effektivt, mere produktivt og til færre omkostninger. Imidlertid, bekymringer om pålidelighed, integritet og sikkerhed har hæmmet indførelse og brug af industriel trådløs, især når trådløs kommunikation ofte kan blive forstyrret af forhindringer og interferens i barske industrielle omgivelser.

Gennem sit Wireless Systems for Industrial Environments-projekt, NIST samarbejder med samarbejdspartnere fra den private sektor og standardiseringsorganisationer for at overvinde disse forhindringer og gøre industriel trådløs kommunikation til det første valg for fabrikker. Som en del af denne indsats, i marts 2017, NIST og Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) organiserede en teknisk arbejdsgruppe af eksperter om trådløs kommunikation fra regeringen, industri og akademi for at udvikle "en kortfattet, men omfattende, brugervenlig referencevejledning og bedste praksis-manual for alle, fra kontrolingeniører til fabriksledere, at integrere en robust, sikker, pålideligt og sikkert trådløst system ind i deres unikke industrielle landskab, " sagde Rick Candell, en elektronikingeniør i NIST's Engineering Laboratory.

Candell sagde, at den nye vejledning fører en bruger klart og grundigt igennem hvert trin, der er nødvendigt for at opnå den bedste trådløse tilpasning til hans eller hendes specifikke operation. Dokumentet giver værdifuld baggrund, strategier og værktøjer, der hjælper brugere:

• Forstå trådløse teknologier og grundlæggende netværk, inklusive en ordliste over termer, en gennemgang af overvejelser om radiofrekvens (RF) og en liste over tekniske udfordringer (såsom latens, den tid det tager for data at gå fra kilde til mål);
• Lav en business case for trådløst;
• Nedbryd komponenterne i en komplet trådløs livscyklus, fra den første definition af mål til implementering og overvågning af det endelige system;
• Brug trådløs til at forbedre fabrikssikkerheden;
• Beskyt og beskyt et trådløst netværk;
• Lær om bedste trådløse praksis såsom optimal antenneplacering, komme uden om forhindringer og forstyrrelser, og forebyggelse af redundante signalveje; og
• Følg et sæt brugervenlige tjeklister for hvert element i den trådløse implementerings livscyklus, herunder evaluering af fabrikken og dens drift for kommunikationsbehov, sammenligne tilgængelige teknologier, og metodisk design og implementering af et fungerende trådløst system.

En række eksempler på bedste praksis fuldender vejledningen, viser hvilke strategier der kan bruges til at forbedre og optimere trådløst i forskellige fabrikssituationer.

"For eksempel, et scenarie ser på et almindeligt, men ofte overset problem ved brug af trådløs kommunikation:håndtering af RF-interferens, der kan opstå fra mikrobølgeovne, Bluetooth-enheder og andre ikke-operative genstande, som personalet bruger, " sagde Candell. "Vejledningen fortæller, hvordan man identificerer kilderne til sådan interferens, måle, hvordan de påvirker fabrikkens drift, og brug derefter dataene til at vælge den mest passende løsning blandt dem, der er beskrevet i teksten."

Et andet casestudie beskrevet af guiden viser, hvordan korrekt implementeret trådløs kunne forhindre et farligt arbejdsmiljø.

"Trådløse gassensorer kan overvåge akkumulering af giftige eller brændbare gasser i en arbejdsmiljø, men kun hvis alle udfordringerne med signaltransmission og udbredelse i det område tages i betragtning, " Candell forklarede. "Vi bruger eksemplet med en svejser i et begrænset rum, hvis brænder producerer kuliltegas, og vise hvor vellykket, kontinuerlig overvågning afhænger af kritiske faktorer såsom antenneplacering og brugen af ​​flere sensorer i tilfælde af, at en fejler."

Candell sagde, at fremtidige guider fra NIST vil behandle mere avancerede kommunikationsscenarier såsom trådløse teknologier til kontrol af mobil og kollaborativ robotteknologi på fabrikken.