Na pewno wiesz co oznacza skrót HiFi. I oczywiście WiFi! LiFi jest prawdopodobnie znane mniejszej liczbie osób. A czy wiesz co oznacza NearFi?
NearFi to zupełnie nowa technologia bezstykowej transmisji w czasie rzeczywistym. Poprzez niezależną od protokołu komunikację Ethernet, umożliwia ona elastyczne zastosowania wszystkich protokołów, takich jak Profinet, Ethercat, Ethernet IP, Modbus TCP.
Komunikacja w czasie rzeczywistym niezależna od protokołu
Bezstykowe zasilanie i transmisja danych jest tutaj idealnym rozwiązaniem. Podejście to umożliwia nie tylko połączenia bez potrzeby konserwacji, ale również umożliwia transmisję przez szkło lub inne nieprzewodzące media, otwierając w ten sposób szeroki zakres możliwych zastosowań. Jednym z przykładów jest bezstykowe włączanie niedostępnych i trudno dostępnych obszarów, takich jak zamknięte szafy sterownicze, czy obszary wysokiego napięcia.
Komunikacja full duplex zorientowana bitowo
W dzisiejszych czasach transmisja danych w automatyce przemysłowej opiera się zwykle na sieci Ethernet (100 Mb/s). Niektóre używane protokoły, takie jak PROFINET IRT, Sercos czy EtherCAT®, nazywane są „protokołami czasu rzeczywistego” i wymagają komunikacji z bardzo małym opóźnieniem. Rozwój ten jest napędzany wyzwaniami związanymi z produkcją cyfrową i związanym z tym celem, jakim jest opłacalna produkcja. Ponadto należy zapewnić globalną konkurencyjność firmy i wydajność.
Phoenix Contact jest pierwszą firmą, która oferuje bezstykowe połączenie Ethernet bez znacznych opóźnień
Wymiana danych odbywa się w oparciu o bezprzewodową komunikację radiową o częstotliwości 60 GHz. Umożliwia to transmisję zorientowaną bitowo, która jest również wykorzystywana na przykład w komunikacji światłowodowej. Wszystkie inne znane technologie transmisji bezprzewodowej wykorzystują do przesyłania danych metodę zorientowaną pakietowo, co zawsze prowadzi do znacznych opóźnień. Dzieje się tak, ponieważ pakiety muszą najpierw zostać odebrane, rozpakowane i wysłane bezprzewodowo. Podobny proces jest po stronie odbiorcy, gdzie pakiety muszą zostać odebrane, rozpakowane i ponownie wysłane. Proces ten obejmuje wiele operacji asynchronicznych i powodujących opóźnienia, które są całkowicie eliminowane dzięki innowacyjnej technologii komunikacyjnej. Równoległa wymiana danych w obu kierunkach w trybie pełnego dupleksu, jest wymagana do przesyłania protokołów Ethernet w czasie rzeczywistym. Stanowi to również problem dla wielu technologii bezprzewodowych, takich jak WLAN czy 5G.
Opóźnienia poniżej 1 µs
W rozwiązaniu NearFi, dwa połączenia 60 GHz (łącze uplink i downlink) są używane równolegle na osobnych pasmach częstotliwości, aby umożliwić pracę w trybie pełnego dupleksu. Dla porównania: WLAN generuje opóźnienie od około 10 do 20 ms (10 000 do 20 000 µs) dla komunikacji Ethernet, a 5G do 1 ms (1000 µs). Z drugiej strony NearFi oferuje opóźnienie poniżej 1 µs, co czyni go około 1000 razy szybszym niż 5G. Ponadto NearFi umożliwia bezstykową i prawie pozbawioną opóźnień transmisję Ethernet z prędkością do 100 Mb/s w czasie rzeczywistym, a także działa niezależnie od protokołu.
Ponieważ komunikacja bezprzewodowa odbywa się na bardzo małej odległości, praktycznie nie występuje widmo zakłóceń w sąsiedztwie urządzeń, co oznacza, że wiele systemów NearFi może być używanych równolegle i współistnieć z istniejącymi technologiami bezprzewodowymi, takimi jak WLAN czy Bluetooth. Zakłócenia przemysłowe, takie jak te, które występują podczas spawania łukowego, również nie wpływają na technologię NearFi. Urządzenia umożliwiają przesyłanie mocy 50 W (24 V, 2 A) i danych Ethernet w czasie rzeczywistym przez szczelinę powietrzną do 10 mm. Dzięki wytrzymałej obudowie IP65 wyposażonej w złącza M12 dla Ethernetu i zasilania, NearFi mogą być również używane w wymagających środowiskach przemysłowych.
Stała moc 50 W
Moduł bazowy za pośrednictwem cewki generuje pole magnetyczne, które jest indukowane w cewce modułu zdalnego. Moc nie jest redukowana, lecz jest utrzymywana na stałym poziomie 50 W w całym zakresie roboczym. Dzięki temu urządzenia końcowe, takie jak stacje I/O lub przełączniki, mogą być zasilane bezstykowo. Sprzęganie odbywa się automatycznie, więc nie jest wymagana ani konfiguracja, ani programowanie.
W przeciwieństwie do standardowych rozwiązań, moduły bazowe i zdalne można ustawiać tak, aby były skierowane do siebie, w dowolnym kierunku, a nawet obracać się względem siebie. Ponadto użytkownik nie musi dokładnie centrować urządzeń; mogą być one skierowane do siebie z przesunięciem bocznym lub kątowym. Zmniejsza to znacznie stopień precyzji w przypadku ruchu dwóch niezależnych części systemu. Natomiast w przypadku klasycznego złącza pozycjonowanie złącza męskiego i żeńskiego musi być niezwykle precyzyjne, gdyż w przeciwnym razie piny mogą szybko ulec uszkodzeniu.
Korzystanie z NearFi zmniejsza liczbę wymaganych wezwań serwisowych, eliminuje koszty konserwacji, a tym samym zwiększa dostępność systemu. Zoptymalizowane procesy produkcyjne znacznie skracają okres amortyzacji urządzeń.
NearFi – przykłady zastosowań:
Przemysłowa komunikacja bezprzewodowa
NearFi oraz inne rozwiązania do przemysłowej komunikacji wireless pokazywaliśmy podczas IX edycji Technology Days. Zobacz nagranie:
| Autor: | Mateusz Pustułka – Specjalista ds. Szkoleń i Wsparcia Technicznego |  |
