Draadloze sensornetwerken in productiebesturing en procesbewaking
Jouke Miedema Wireless Value November 2011
november 2011
Presentatie inhoud • Wireless Value • Belang van monitor en control in Food & Laboratoria • Waar en waarom een draadloze oplossing • Ontwerp aspecten bij draadloze systemen • Introductie van een platform voor draadloos meten
november 2011
RF Standards Dash 7
434 MHz 868 MHz RFID Zigbee Bluetooth WiFi
UWB
november 2011
WiV expertise
13.56MHz <150 kHz
Visie op de markt •
Monitoring en control belangrijk voor: • • • •
•
Monitoring frequenter en op steeds kleinere schaal: • • • • • •
•
Gezondheid en voeding en woon/werk klimaat Industriele automatisering (bv productiebewaking, kwaliteit, CM) Energie besparing Veiligheid
Energie besparing en energie verbruik In tuinbouw een betere klimaatbeheersing met 20 -25 meetpunten/ha ipv een meetbox In medische laboratoria en voor research wordt voor GLP 24/7 monitoring gevraagd Bewaken van arbeidsomgeving tbv arbeidsproductiviteit (kantoren, scholen etc) Grote behoefte aan monitoring in de zorg Tijdelijk monitoren
Draadloze producten maken dit mogelijk (Wireless is de enabling technology)
november 2011
Food Automation & Labtech Monitoring en control belangrijk voor: –
Verschillende stappen in het bereidingsproces (van molecuul tot supermarkt en verder tot afvalverwerking) • • • •
–
Monitoring van de omgeving (HACCP) •
–
Bewaken van condities in de verschillende fases zoals – Zaai/groei en oogst – Productie en bereiding – Opslag/transport, retail en afvalverwerking
Kwaliteitsborging • •
–
Hoge investeringen in apparatuur Hoge graad van automatisering Veel bewegende delen Hoge graad van diversiteit (soorten producten)
Regelgeving vraagt frequent auditing Auditing processen, apparatuur en omgeving
Controle op specificaties (spec check) •
november 2011
Voldoet het systeem aan de investeringseisen
Waarom draadloze oplossingen •
Draadloze oplossingen leveren – – – – –
Installatie gemak en comfort (plug and play) Metingen op bewegende platformen Veiligheid voor medewerkers Eisen in internationale tenders Uitbreiding op bestaande systemen t.b.v. condition monitoring
•
Tijdelijke metingen eenvoudig uit te voeren voor testen en verifieren
•
Bestaande aparatuur en systemen kunnen eenvoudig van extra meetapparatuur worden voorzien
•
Kostenbesparing bij installatie – bekabeling kost €2,-/meter tot €10,-/meter – Bij €10, 10 sensoren, afstand gem 30 meter, kosten €3.250,- inclusief sensoren – Kosten bij draadloos €3.000 inclusief sensoren – Geen wachttijd voor installateur; verplaatsbaar; geen montage impact; eenvoudig bijplaatsen
•
Services via internet zullen sterk toenemen en vraagt om installatie gemak van sensoren
november 2011
november 2011
Draadloze infrastructuur voor draadloos meten • Bewaking en besturing vraagt om meetpunten in processtappen om: – – – –
7 dagen/week en 24 uur/dag te kunnen meten Alarmering uit te voeren Acties te genereren voor herstel van de alarm situatie Ondersteunende informatie voor acties (bv deur open/dicht, apparatuur aan/uit etc)
• Elke stap in de keten heeft eigen karateristieke grootheden om te meten • Platform (kapstok) nodig met – Plaats voor eigen sensoren – Aansluitmogelijkheden voor externe sensoren (van derden en reeds geplaatste sensoren) – Aansluiten op verschillende gebruikersomgevingen (PC, via internet, dataloggers, PLC etc) – Mogelijkheid van een eigen gebruikersinterface
november 2011
Keuze aspecten bij draadloze oplossingen Keuze van RF standaard (ww, uitwisselbaar) •
Keuze van de standaard (868 MHz, WLAN, Zigbee, Bluetooth)
Haalbare range Antenna ontwerp Radio keuze
Betrouwbaarheid van de verbinding In standhouden van de verbinding (netwerk, frequentie hopping, 2-richting) Bron identificatie Data opslag Aansluiting op IT infrastructuur
Batterij levensduur (indien van toepassing) Welke grootheden moeten worden gemeten (T, RV en meer) Beveiliging van informatie overdracht Eenvoud in installatie en netwerk configuratie november 2011
Afstand zender en ontvanger
Antenna design Matching amplifying
november 2011
Karakteristieke demping Materiaal Scheidingswand Steen, cement (droog) Zandsteen houten muur gewapend beton Steen. (vochtige) Natte muur halve afstand (in gebouw)
november 2011
linkbudget (dB) 1 6 10 10 30 10 40 18
Platform voor draadloos meten
Gebruikers interface 1. Sensorgraph (lokaal op PC) 2. WebSensys (internet) 3. Klant applicatie november 2011
Sensorgraph Local PC applicatie
WebSensys demo site met verschillende typen sensoren www.websensys. eu L o g in Username:
Password:
november 2011
Username: demo Password : +demo1 http://www.websensys.eu
Reseller T&M Systems
T&M systems
november 2011
Less wires is more 1. comfort 2. freedom 3. flexibility 4. sustainable november 2011
Voorbeeld van een RF standaard
De standaard bepaalt frequentie, energieverbruik/batterij levensduur, data
november 2011
