Bezprzewodowa transmisja sygnałów pomiarowych analog. i bin.

Bezprzewodowa transmisja pomiarowych sygnałów analogowych i dwustanowych wprowadza niewątpliwie szereg ułatwień. Zastąpi przewód w miejscach gdzie jest on narażony na częste uszkodzenia, eliminuje trudności przy jego układaniu i umożliwia pokonanie przeszkód terenowych. Dodatkowo urządzenia mogą konwertować, uśredniać sygnał a także przesłać ten sam pomiar w różne miejsca. Zastosowanie ich wprowadza izolację galwaniczną, a rezygnacja z długich przewodów prawdopodobnie polepszy odporność na zakłócenia indukowane.

Radiowa, bezprzewodowa transmisja sygnałów pomiarowych analogowych i dwustanowych.

Zalety i obszary zastosowań

Bezprzewodowa transmisja sygnałów pomiarowych analogowych z czujników oraz stanów binarnych ma niewątpliwie szereg zalet. Może łatwo przekształcić czujnik przewodowy w bezprzewodowy. Pozwala to na przyspieszenie montażu i zmniejszenie jego kosztów oraz uniknięcie trudności przy układaniu kabla. Eliminuje konieczność wykonania przecisków lub ingerencji w konstrukcję budynku. Godne uwagi jest także zastosowanie bezprzewodowej transmisji gdy przewód jest już położony ale ulega częstym uszkodzeniom mechanicznym, powodującym przestoje produkcyjne. Urządzenia są bez wątpienia niezastąpione dla obiektów ruchomych. W systemach monitorowania pracy maszyn ułatwiają reorganizację ciągu produkcyjnego ograniczając niezbędne prace do przełączenia odpowiednich nadajników bez konieczności zmiany okablowania. Łatwo także zakłada się tymczasowe systemy pomiarowe mające na celu doraźne zbadanie charakteru zjawiska czy wykrycie przyczyny jakiegoś efektu. Dodatkowe zastosowanie bezprzewodowego zasilania WPT-2.00 zwiększa walory użytkowe całości.
Urządzenia do bezprzewodowej transmisji można użyć zarówno do zbierania danych pomiarowych jak również do przesyłania sygnałów sterujących. Nadajnik montuje się wówczas odpowiednio bądź przy czujniku bądź przy sterowniku.

Rodzaje przenoszonych sygnałów

Wejściowymi i wyjściowymi sygnałami analogowymi mogą być: prąd (pętla prądowa 0-20 mA lub 4-20 mA ) albo napięcie ( 0-5 V lub 0-10 V ), a zakresy mogą być dostosowane do indywidualnych wymagań.

Sygnały binarne mogą więc mieć postać beznapięciową ( styki przekaźników, wyłączników krańcowych itp. ) lub napięciową ( wyjścia sterownika 24 V). Podobnie do wejść analogowych, również tutaj można dostosować poziom podawanego napięcia.

Standardowy zestaw urządzeń przenosi sygnały w niezmienionej postaci, podczas gdy wersja rozszerzona pełni dodatkowo także rolę konwertera. Tak więc zmienić można wówczas przykładowo wejściowy napięciowy zakres 0-5 V w nadajniku na prądowy 4-20 mA na wyjściu odbiornika. Ponieważ charakterystykę przenoszenia ustala się w momencie zamówienia zestawu, możliwe są także inne kombinacje rodzajów wejść i wyjść. Standardowe wykonanie przenosi sygnał pętli prądowej 0-20 mA bez konwersji. Oznacza to że wyjście odwzorowuje wejście. Podsumowując, w ujęciu matematycznym jest to charakterystyka y=x i w związku z tym taka wersja jest odpowiednia do obydwu zakresów prądowych 0-20 mA i 4-20 mA

Ilość transmitowanych sygnałów

W zależności od zastosowanego rodzaju urządzeń można przesłać dwa sygnały analogowe ( typ Rpp 1.00 ) lub jeden analogowy i cztery binarne ( typ Rpp 2.00 ). Specyficzna aplikacja to wykorzystanie sygnału analogowego jako binarnego przy użyciu tylko dwóch skrajnych wartości prądu lub napięcia, co zwiększa możliwość przesyłania ilości przebiegów dwustanowych do pięciu.

Konfiguracja zestawu

Każdy zestaw urządzeń ma indywidualny adres i pracuje w przyporządkowanym kanale radiowym. Najprostszy zestaw, a więc nie wymagający od użytkownika żadnej konfiguracji, ma na stałe wpisane wszystkie parametry pracy. W toku produkcji adres i kanał pracy wybiera się losowo. Uruchomienie takiego zestawu ograniczone jest do włączenia zasilania po zainstalowaniu. Jedynym wyjątkiem jest regulacja mocy nadawania. Użytkownik ustawia ją zależnie od lokalnych warunków elektromagnetycznych i dystansu, na który przesyła sygnał. Inne wykonania umożliwiają użytkownikowi wybranie również radiowego kanału pracy i adresu zestawu. Zróżnicowanie tych dwóch parametrów umożliwia niezależną pracę par nadajnik-odbiornik na tym samym terenie ( we wzajemnym zasięgu radiowym ). W bardziej złożonych systemach tworzy się grupy współpracujących ze sobą urządzeń.

Sposób pracy

Podstawowy komplet składa się z jednego nadajnika i jednego odbiornika. Domyślny sposób pracy to autonomiczne, jednokierunkowe przesyłanie wartości sygnałów z uśrednianiem w torze analogowym, z ustawionymi na stałe parametrami pracy. W tym trybie nadajnik w równomiernych odstępach próbkuje sygnał wejściowy i wysyła uśrednioną wartość w ustalonym interwale czasowym. Następnie odbiornik wymusza na wyjściu przesłaną wartość i utrzymuje ją do następnego odbioru. Algorytm pracy i konfiguracja systemu dostosowywane są na etapie zamawiania do wymagań aplikacji. Możliwe jest przesyłanie tego samego sygnału do kilku odbiorników lub uśrednianie w odbiorniku przebiegów z różnych nadajników. Wersja odbiornika Rpp 2.01-O wyświetla także odebraną wartość i może być użyta tylko w tym celu. Jeden sygnał binarny można wykorzystać w konfiguracji odwrotnego kierunku ( wejście w odbiorniku, wyjście w nadajniku ) np. do sterowania transmisją przez sterownik obiektowy lub w charakterze przełącznika po stronie nadawczej. Ze względu na to przesyłanie w kanale radiowym jest wówczas dwukierunkowe.

Bezprzewodowa transmisja danych pomiarowych

Dane techniczne

Ponieważ opisy poszczególnych typów urządzeń podają szczegółowe wykazy parametrów pracy, poniżej zamieszczono tylko niektóre, dotyczące głównie toru radiowego. Podlegają one normom Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych (ang. European Telecommunications Standards Institute, ETSI i są wyszczególnione w ETSI EN 300-220-2. W nawiasach podano zakresy możliwych ustawień i ze względu na wzajemne powiązania, zmiana jednego parametru może pociągać konieczność zmiany innego.

♦ Częstotliwość pracy: 868,29238 ( 868,0 ÷ 868,6 ) MHz
♦ Typ modulacji: GFSK
♦ Moc nadawania: +10 ( -10 ÷ +10 ) dBm
♦ Czułość odbiornika maksymalna: -110 dBm
♦ Zasięg: 300m w terenie otwartym
♦ Prędkość transmisji: 1,2 ( 1,2 ÷ 500 ) kbps
♦ Funkcja CCA - nadawanie przy niezajętym kanale
♦ Antena: gniazdo SMA
♦ Zasilanie Vcc zewnętrzne:
  - nadajnik - 16 ÷ 24 V DC 
  - odbiornik - 24 V DC ±5 % 
♦ Pobór prądu: maks. - nadajnik: 55 mA
                     - odbiornik: 65 mA
♦ Warunki użytkowania:
  - temperatura -20 ÷ +55 °C
  - wilgotność względna < 95 %
♦ Urządzenie posiada deklarację zgodności CE, wystawioną na podstawie badań przeprowadzonych przez Instytut Łączności - PIB (jednostka notyfikowana nr 1471.