Thông tin tài liệu
Hỗ trợ cho mạng I/O
không dây
Ngành tự động hóa ngày càng phát hiện ra sự hấp dẫn của
mạng không dây vì một số lý do dưới đây:
• Việc sử dụng mạng có dây yêu cầu chi phí nguyên vật liệu
và nguồn lao động đáng kể, trong khi đó chi phí cho mạng
không dây thấp hơn rất nhiều
• Mạng không dây vẫn phủ sóng ở những khu vực hẻo lánh
hoặc những nơi mà hiện nay mạng có dây không kết nối được
• Người điều khiển mạng không dây và I/O có thể quản lý
được các thiết bị và quá trình thậm chí trong cả những khu
vực không thể truy cập được, hoặc những vùng mà mạng có
dây rất khó hoặc không thể cài đặt được
• Mạng không dây cung cấp giải pháp ‘Proof of concept’ cho
dự án mới trước khi phát sinh ra một khoản chi phí cho mạng
có dây
Với tất cả những lý do trên, kỹ sư tự động hóa bắt đầu xem
xét một cách nghiêm túc về giải pháp mạng không dây (đặc
biệt là mạng WLAN, Ethernet không dây, hoặc Wi-Fi) cho
tất cả hoặc một phần ứng dụng của họ.
Tuy vậy mặc dù với tất cả những lý do thuyết phục trên để sử
dụng mạng không dây thì vẫn có một số những vấn đề đáng
lo ngại. Trong số những vấn đề đó là an ninh, độ tin cậy, sự
sẵn có, khả năng hoạt động của hệ thống và giá thành của bộ
phận I/O, và tính cần thiết của việc lựa chọn giữa giải pháp
có dây và không dây.
Bảo mật thông tin mạng
Mạng không dây vẫn là một mạng dễ bị tấn công. Chỉ cần
bạn đứng ngoài một tòa nhà cao tầng với chiếc laptop và
kiểm tra xem có mạng không dây không. Bạn có thể truy cập
được bao nhiêu máy chủ mà không cần password?
Tuy nhiên, trong khi mạng không dây cá nhân thường gặp
phải vấn đề về bảo mật thông tin thì mạng giành cho doanh
nghiệp, công nghiệp và chính phủ được cải thiện trong suốt
một thập kỷ qua và được rất nhiều các tổ chức chấp nhận sử
dụng.
Giao trình WEP (thuật toán nhằm bảo vệ sự trao đổi thông tin
chống lại sự nghe trộm, kết nối mạng không được phép cũng
như chống lại việc thay đổi hoặc làm nhiễu thông tin truyền)
vốn được phát hiện chứa nhiều điểm yếu nghiêm trọng, được
thay thế bởi những thuật toán mạnh hơn và đường truyền bảo
mật hơn.
WPA (Giải pháp bảo mật) gồm giao thức TIKP, thay cho
giao trình WEP cũ vào năm 2003. WPA2 mới gần đây hơn
được ra mắt năm 2004 sử dụng chuẩn AES 802.11i.
Thuật toán mã hóa AES của chuẩn WPA2 hoàn toàn tương
thích với FIPS 140-2 của Viện Tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu do một số cơ quan và tổ chức chính phủ yêu cầu. Những
tiêu chuẩn này có thể bảo vệ hệ thống bảo mật dữ liệu. Nhằm
mục đích bảo mật dữ liệu, sản phẩm tương thích với chuẩn
WPA2 nên được sử dụng cho việc triển khai ứng dụng mạng
không dây trong công nghiệp ngày nay.
Hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của mạng không dây
Độ tin cậy của mạng không dây phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
gồm quy mô mạng lưới, môi trường tự nhiên, lượng khách
hàng sử dụng mạng, dung lượng sử dụng và giao diện từ
những thiết bị khác
Đối với tất cả mạng không dây có quy mô nhỏ, thiết bị có thể
vận hành tốt trong tất cả chế độ P2P, là chế độ mà từng thiết
bị có thể phát hiện và giao tiếp với bất kỳ thiết bị nào có cấu
hình tương thích trong phạm vi nhất định. Chế độ này đòi hỏi
một khoản chi phí nho nhỏ cho phần cứng của mạng lưới và
có thể có ích đối với mạng lưới không dây tạm thời.
Đối với quy mô lớn hơn, chế độ cơ sở hạ tầng thường thích
hợp hơn. Chế độ này điều khiển hướng liên lạc thông qua
một hoặc nhiều điểm truy cập không dây (APs).
Do việc truyền thông tin liên lạc bằng mạng không dây dựa
vào tín hiệu radio thông qua môi trường chân không, nên môi
trường tự nhiên có vai trò rất quan trọng trong việc quyết
định hiệu quả hoạt động của mạng lưới không dây. Bất kỳ vật
cản nào như gỗ, kim loại hay bê tông sẽ gây cản trở cho việc
truyền tín hiệu.
Giải pháp này là nhằm thay thế APs, đường truyền không
dây, và thiết bị lặp tín hiệu không dây cần thiết để bao phủ
toàn bộ khu vực yêu cầu truyền tín hiệu không dây.
Độ tin cậy của mạng không dây cũng phụ thuộc vào số lượng
khách thuê bao và đặc thù sử dụng của khách hàng. Việc
truyền tín hiệu đơn giản thường chỉ đòi hỏi băng tần nhỏ, tín
hiệu có dung lượng lớn hơn như chuyển file dữ liệu có dung
lượng lớn hoặc kết nối với những trang đa phương tiện có thể
làm chậm tốc độ đường truyền một cách đáng kể.
Mạng lưới sử dụng 8002.11i hoặc chuẩn g có tốc độ truyền
nhanh hơn (tối đa là 54 Mbps) so với việc sử dụng 802.11b
(tối đa 11Mbps).
Nhiễu RF và các vấn đề về EMC (tương thích điện từ) sẽ làm
giảm khả năng hoạt động của mạng không dây khi những
thiết bị khác như điện thoại không dây, thiết bị Bluetooth và
thậm chí kể cả lò vi sóng làm nhiễu việc tiếp nhận tín hiệu
của mạng không dây.
Việc giảm tín hiệu nhiễu từ những thiết bị khác có lẽ gồm
việc thay đổi tần số kênh trong một phạm vi nhất định hoặc
chuyển sang tần số ít nghẽn hơn.
Mạng không dây tương thích với 802.11b và chuẩn g sử dụng
tần số 2.4 GHz, đây là tần số được khá nhiều thiết bị khác sử
dụng. Chuyển tới một hệ thống tương thích với 802.11a có
tần số 5 GHz có lẽ sẽ chịu ít tín hiệu nhiễu hơn mặc dù dải
phạm vi ngắn hơn.
Chuẩn không dây cũng khác nhau theo số lượng các kênh
không chồng chéo lên nhau, chúng cho phép chuẩn 802.11b
và chuẩn g chỉ cho phép 3, do vậy tần số phải được tái sử
dụng khi hệ thống yêu cầu sử dụng hơn 3 APs. Chuẩn
802.11a cung cấp nhiều kênh.
Sự sẵn có và chi phí của
thiết bị I/O
Trong khi có rất nhiều
khách hàng lo lắng về
tính bảo mật và hiệu quả
hoạt động của mạng
không dây, thì đối với ngành tự động hóa rất hiếm khi xuất
hiện sự lo lắng về tính sẵn có và chi phí của I/O
Hiện nay, phần lớn các nhà sản xuất ứng dụng tự động hóa
trong việc cung cấp sản phẩm không dây thường đưa ra các
dây chuyền sản phẩm đặc biệt khác với dây chuyền thông
thường của họ.
Giải pháp mạng không dây có lẽ được chấp nhận sử dụng
hoặc phát triển bởi bộ phận riêng lẻ. Hoặc một bộ phận nhỏ
của dây chuyền sản phẩm thông thường có thể thích ứng với
việc ứng dụng mạng không dây bằng những thiết bị chuyên
chở
module hoặc các thiết bị tương tự khác. Tuy nhiên, những
giải pháp này có thể gây ra các vấn đề cho người sử dụng tự
động hóa.
Như là một phần của dây chuyền sử dụng mạng không dây
tách biệt hoặc một bộ phận của các sản phẩm thông thường,
I/O không dây có thể không có những đặc tính mà chương
trình ứng dụng đòi hỏi- hoặc những đặc tính mà làm cho bản
thiết kế đơn giản hơn ví dụ như phương pháp quấn dây đơn
giản hơn cho các thiết bị trường.
Ví dụ nếu một ứng dụng cần tín hiệu đầu vào đặc biệt hoặc
tách từng kênh thì dây chuyền sản phẩm I/O không dây có lẽ
không thích hợp. Tính sẵn có có giới hạn có thể đồng nghĩa
với phương pháp tạm thời hoặc thậm chí loại bỏ khả năng
mạng không dây.
Để xây dựng được bất kỳ một mạng không dây có quy mô
nào thì các kỹ sư tự động hóa thường hiểu rằng họ phải mua
những thiết bị không dây chuyên dụng như thiết bị vận
chuyển module, module I/O, giá đỡ, và đầu dây. Trong gần
như tất cả các trường hợp, khách hàng sử dụng mạng không
dây cho quá trình tự động hóa phải có kho phụ tùng dự phòng
bên cạnh những thiết bị cần thiết khi sử dụng hệ thống có
dây. Những thiết bị đặc biệt và phụ tùng dự phòng làm tăng
chi phí của hệ thống mạng không dây.
Giải pháp tốt nhất là tìm kiếm một nhà sản xuất mà dây
chuyền không dây gồm phần lớn I/O đáng tin cậy và đòi hỏi
rất ít thiết bị phụ trợ. Một cách lý tưởng thì tìm kiếm một nhà
sản xuất mà dây chuyền I/O hoàn toàn độc lập với loại mạng
này.
Sự cần thiết khi lựa chọn giải pháp trước
Mối lo ngại khác của các kỹ sư tự động hóa về việc sử dụng
công nghệ không dây đó là sự sẵn có và vấn đề chi phí vừa
mới đề cập phía trên: nếu phiên bản không dây ứng dụng
trong dây chuyền sản phẩm của những nhà cung cấp khác
nhau, thì các kỹ sư phải đưa ra quyết định ngay từ giai đoạn
đầu của dự án là liệu nên sử dụng phương thức liên lạc có
dây hay không dây. Họ cần phải cụ thể hóa các thiết bị và
đưa ra giải pháp mạng lưới trước.
[...]... trợ mạng có dây và không dây Với tính linh động, bộ điều khiển và I/O không dây sẽ hỗ trợ cả thiết bị liên lạc có dây và không dây, giống như máy tính xách tay Nếu bạn có thể sử dụng mạng không dây hoặc mạng có dây hoặc tốt hơn là cả 2 cùng một lúc thì quyết định khó khăn cho việc sử dụng mạng nào không còn là khâu đầu của dự án nữa Nếu một kỹ sư thiết kế dự án sử dụng công nghệ không dây và sau đó thấy... lựa chọn cho kỹ sư nhằm nâng cao độ tin cậy của từng hệ thống riêng lẻ • Có hỗ trợ cho những chuẩn bảo mật hiện tại tốt nhất • Cung cấp một lọai I/O không dây - ý tưởng là cùng dây truyền sản phẩm sử dụng mạng có dây và giảm thiểu lượng lớn thiết bị bổ sung hoặc bộ adapter cần cho việc lắp đặt mạng không dây • Thiết kế bộ điều khiển và I/O có thể giao tiếp với cả mạng Ethernet có dây và không dây khi... mạng Ethernet có dây và không dây khi cần thiết Mở rộng hỗ trợ cho chuẩn không dây Với mở rộng hỗ trợ cho chuẩn không dây, các nhà sản xuất sản xuất có thể sử dụng 802.11b và cung cấp cho các kỹ sư tự động hóa thêm lựa chọn để giải quyết những vấn đề của chương trình ứng dụng mạng không dây riêng cho họ Nếu hỗ trợ này có trong tất cả ba chuẩn không dây được sử dụng phổ biến nhất ngày nay trên thế giới... bạn sẽ lựa chọn loại mạng hoặc thay đổi từ mạng có dây sang mạng không dây tùy vào từng hoàn cảnh Giải pháp cho mối lo ngại về mạng không dây Các nhà sản xuất tự động hóa có thể không phải mất khá nhiều thời gian và công sức để tìm ra biện pháp giải quyết vấn đề lo ngại của các kỹ sư về mạng không dây, nếu họ có thể làm 4 điều dưới đây: • Có hỗ trợ rất lớn của chuẩn không dây - không chỉ chuẩn 802.11b... thể hóa việc sử dụng I/O, và nhận biết ra bất kỳ I/O nào trên dây chuyền sản phẩm và sẽ làm việc với tất cả các mạng • Trong suốt quá trình vận hành, cả 2 mạng có dây và không dây đều sử dụng phương pháp giống nhau và chi phí lắp đặt I/O và lắp đặt đường dây, và không cần thiết phải đào tạo lại cho các kỹ thuật viên Nếu việc liên lạc được chuyển đổi từ mạng không dây sang mạng có dây vào bất kỳ thời... thường là chi phí mua I/O và thiết bị phần cứng cho mạng lưới, và đồng thời cũng gồm chi phí phần mềm cho việc cấp giấy phép, đào tạo và lập trình I/O không dây Một cách lý tưởng I/O không dây từ các nhà sản xuất tự động hóa sẽ hoạt động giống như chiếc máy tính xách tay đặc biệt, có khả năng thích ứng với công nghệ có dây và không dây, do đó có thể tương thích với mạng có dây và không dây, trong khi cung... án, không có bất kỳ khoản chi phí phát sinh nào diễn ra trong quá trình lắp đặt I/O và đường dây • Trong suốt quá trình sử dụng hệ thống, chỉ cần một bộ dự phòng trong kho, thậm chí cả I/O có dây và không dây Hơn nữa, mạng không dây có thể được xem là hữu dụng hơn nếu các nhà sản xuất yêu cầu ít thiết bị không dây hơn, cả chi phí hệ thống ban đầu và chi phí bộ dự phòng sẽ thấp hơn Hỗ trợ mạng có dây. .. đường truyền có tính bảo mật cao, thì hỗ trợ cho cả 3 chuẩn: WEP, WPA, và WPA2 nên có để cho tương thích sau này Từ góc nhìn của kỹ sư tự động hóa, dây chuyền sản phẩm tách biệt ứng dụng mạng không dây hoặc một bộ pận của dây chuyền có dây thông thường rất khó để có thể phối hợp với nhau Tuy nhiên khả năng có thể sử dụng thiết bị chung I/O cho cả mạng có dây và không dây sẽ tiết kiệm thời gian và kinh... rằng việc sử dụng mạng có dây sẽ ưu việt hơn thì anh ta vẫn có thể sử dụng cùng phần cứng đó Bổ sung giao diện không dây cho bộ điều khiển và I/O có dây cũng cung cấp lựa chọn mới cho việc phân đoạn mạng Ví dụ, các điểm I/O và bộ điều khiển quan trọng sẽ sử dụng giao diện mạng có dây trong khi phần bảo trì kém quan trọng, giải pháp hoặc nhiệm vụ HMI có thể thực hiện với mạng không dây khi sử dụng máy... khiển và I/O sẽ vẫn duy trì tương tự, không liên quan gì đến việc sử dụng mạng nào Chỉ khi nào môi trường tự nhiên khác nhau thì tất cả đặc điểm I/O và protocol hỗ trợ sẽ tương tự Thậm chí ngay cả phần mềm cũng không phải thay đổi Nguyên nhân là do việc điều khiển và chương trình HMI sẽ chạy trên cả mạng có dây và không dây mà không có sự chỉnh sửa nào, và không phải tốn thêm một khoản phí nào cho việc . cần cho việc lắp đặt mạng không dây • Thiết kế bộ điều khiển và I/O có thể giao tiếp với cả mạng Ethernet có dây và không dây khi cần thiết. Mở rộng hỗ trợ cho chuẩn không dây Với mở rộng hỗ. Hỗ trợ mạng có dây và không dây Với tính linh động, bộ điều khiển và I/O không dây sẽ hỗ trợ cả thiết bị liên lạc có dây và không dây, giống như máy tính xách tay. Nếu bạn có thể sử dụng mạng. phí cho mạng không dây thấp hơn rất nhiều • Mạng không dây vẫn phủ sóng ở những khu vực hẻo lánh hoặc những nơi mà hiện nay mạng có dây không kết nối được • Người điều khiển mạng không dây
Ngày đăng: 25/03/2014, 04:22
Xem thêm: Hỗ trợ cho mạng I/O không dây doc, Hỗ trợ cho mạng I/O không dây doc