WirelessHART
WirelessHART – bezprzewodowy standard komunikacji przemysłowej stosowany w automatyce procesowej (m.in. do łączenia urządzeń pomiarowych i wykonawczych z systemami sterowania), będący bezprzewodowym rozszerzeniem technologii HART i opisany w normie IEC 62591[1]. Standard wykorzystuje pasmo 2,4 GHz (ISM) oraz warstwę fizyczną zgodną z IEEE 802.15.4, a niezawodność transmisji uzyskuje m.in. dzięki pracy w topologii sieci mesh, synchronizacji czasu, komunikacji w szczelinach czasowych i skakaniu po kanałach[2].
Zastosowania
[edytuj | edytuj kod]WirelessHART jest wykorzystywany głównie do uruchamiania lub rozbudowy pomiarów procesowych tam, gdzie prowadzenie okablowania jest utrudnione, kosztowne albo nieuzasadnione organizacyjnie (np. w rozległych instalacjach, na obiektach modernizowanych, przy pomiarach pomocniczych)[3]. W praktyce parametry pracy (np. częstotliwość odświeżania pomiaru) dobiera się zwykle jako kompromis między wymaganiami aplikacji a oczekiwaną żywotnością zasilania bateryjnego urządzeń polowych[4].
Standaryzacja
[edytuj | edytuj kod]WirelessHART został ujęty w normie IEC 62591, która definiuje m.in. warstwę fizyczną, warstwę łącza danych, warstwę aplikacyjną, zarządzanie siecią oraz mechanizmy bezpieczeństwa[1]. Druga edycja IEC 62591:2016 zastąpiła pierwszą edycję z 2010 roku[1]. Informacje o przyjęciu WirelessHART jako standardu IEC były relacjonowane także w polskich serwisach branżowych[5].
Ogólna architektura systemu
[edytuj | edytuj kod]Sieć WirelessHART jest zwykle budowana wokół bramy (gateway), która pośredniczy między bezprzewodową siecią urządzeń polowych a siecią zakładową (systemem nadrzędnym)[4]. W typowych wdrożeniach spotyka się:
- urządzenia polowe WirelessHART (czujniki, przetworniki),
- adaptery pozwalające dołączyć wybrane urządzenia przewodowe do sieci bezprzewodowej,
- bramę integrującą komunikację z systemami automatyki[4].
Stos komunikacyjny i praca sieci
[edytuj | edytuj kod]WirelessHART wykorzystuje w warstwie fizycznej rozwiązania IEEE 802.15.4 w paśmie 2,4 GHz, natomiast powyżej definiuje własne mechanizmy dostępu do medium i sieciowania, dostosowane do wymagań przemysłowych (m.in. deterministycznego planowania komunikacji)[2]. W warstwie łącza danych istotnym elementem jest podział czasu na szczeliny (typowo 10 ms) i praca według z góry zaplanowanego harmonogramu transmisji (TDMA), co ma ograniczać kolizje oraz ułatwiać oszczędzanie energii w urządzeniach zasilanych bateryjnie[2][6].
Sieci mesh i niezawodność transmisji
[edytuj | edytuj kod]WirelessHART wykorzystuje topologię sieci mesh, w której pakiety mogą być przekazywane wieloskokowo przez węzły pośredniczące, co pozwala uzyskać redundancję ścieżek i odporność na lokalne zaniki sygnału lub przeszkody[2][6]. W dokumentach inżynierskich podkreśla się rolę mechanizmów czasowych, częstotliwościowych i przestrzennych (m.in. redundantne trasy) w podnoszeniu niezawodności transmisji w warunkach przemysłowych[4].
Praca w paśmie 2,4 GHz i przeskakiwanie po kanałach
[edytuj | edytuj kod]W celu ograniczania wpływu zakłóceń WirelessHART stosuje przeskakiwanie po kanałach (channel hopping) oraz mechanizmy doboru kanałów, a w ramach pracy w paśmie 2,4 GHz typowo wykorzystuje 15 kanałów[4][2]. W literaturze opisuje się także stosowanie list kanałów wykluczonych (channel blacklisting) jako jednego z narzędzi radzenia sobie z uporczywą interferencją[2][7].
Bezpieczeństwo
[edytuj | edytuj kod]Specyfikacja WirelessHART obejmuje mechanizmy kryptograficzne przewidziane do ochrony transmisji w sieci, w tym szyfrowanie AES-128 w trybie CCM oraz model kluczy (m.in. klucze sesyjne i wspólny klucz sieciowy używany m.in. do transmisji rozgłoszeniowych)[8]. W literaturze technicznej podkreśla się także powiązanie bezpieczeństwa z planowaniem komunikacji i zarządzaniem siecią (np. zestawianie łączności i dystrybucja parametrów dołączenia urządzenia do sieci)[2].
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b c IEC 62591:2016 – Industrial networks – Wireless communication network and communication profiles – WirelessHART. International Electrotechnical Commission, 2016-03-30. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- ↑ a b c d e f g Jianping Song, Song Han, Aloysius K. Mok, Deji Chen i inni. WirelessHART: Applying Wireless Technology in Real-Time Industrial Process Control. „IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium”, 2008. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- ↑ Wybór bezprzewodowej sieci czujników dla zakładu przemysłu przetwórczego. Control Engineering Polska, 2023-03-07. [dostęp 2025-12-12]. (pol.).
- ↑ a b c d e IEC 62591 WirelessHART System Engineering Guide. FieldComm Group (HART Communication Foundation), 2013-05-05. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- ↑ WirelessHART standardem IEC. Automatyka B2B, 2010-05-07. [dostęp 2025-12-12]. (pol.).
- ↑ a b Getting the Most Out of Your WirelessHART System. Phoenix Contact, 2010. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- ↑ WirelessHART Technology. Phoenix Contact, 2015-10-26. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- ↑ WirelessHART Security. FieldComm Group. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Jianping Song, Song Han, Aloysius K. Mok, Deji Chen i inni. WirelessHART: Applying Wireless Technology in Real-Time Industrial Process Control. „IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium”, 2008. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
- IEC 62591 WirelessHART System Engineering Guide. FieldComm Group (HART Communication Foundation), 2013-05-05. [dostęp 2025-12-12]. (ang.).
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- WirelessHART – informacje o technologii w serwisie FieldComm Group
- IEC 62591:2016 – opis normy w sklepie IEC