Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Využití GPRS při přenosech dat v průmyslu

číslo 2/2006

Využití GPRS při přenosech dat v průmyslu

Co se týče informací, je současným trendem mít kdykoliv data z výrobních linek, měřicích přístrojů, pokladen nebo jiných zařízení dostupná na centralizovaném dohledovém pracovišti – být stále tzv. on-line. V této souvislosti se poslední dobou často mluví o přenosu dat po síti GSM/GPRS (General Packet Radio Service). Princip datového spojení GPRS je založen na protokolu TCP/IP. Připojenému přístroji je přidělena dynamická IP adresa.

Komunikaci ze strany připojeného modemu GSM/GPRS směrem „ven„ nestojí v cestě žádná překážka. Jeden z dřívějších příspěvků (časopis Automa, č. 2/2005) se věnoval potížím s přenosy v případech, kdy se protistrana snaží o komunikaci směrem k terminálu GPRS. Tento směr přenosu dat je provozovateli sítě standardně blokován. Firma Insys Microelectronics dává nyní na trh zařízení, pomocí kterého lze zmíněné problematické spojení realizovat. Produkt s názvem Insys GPRS 5.0 tento úkol zvládne.

Komunikační standardy současnosti a budoucnosti

Firma Insys se problematikou komunikací v průmyslovém prostředí zabývá již mnoho let. Zkušenosti ukázaly, že i v dnešní době má převážná většina programovatelných automatů (PLC) a jiné průmyslové elektroniky jako komunikační rozhraní sériovou linku RS-232 a podporuje ovládání AT příkazy. Je to do značné míry logické, neboť tento standard je nejjednodušší, zpětně kompatibilní a stabilní. A o to přece v průmyslu vždy jde.

Obr. 1.

Obr. 1. Komunikační jednotky Insys

Někdy je na PLC i rozhraní USB. Toto komunikační rozhraní se do budoucnosti jako příliš perspektivní nejeví. Je to sice velmi dobře propracovaná a rychlá sériová linka pro kancelářské použití, fotoaparáty, flashdisky apod., ale průmyslovým standardem budoucnosti pro oblast komunikace se nejspíš stane Ethernet, popř. bezdrátový Ethernet – WLAN (Wireless Local Area Network). Tempo rozvoje tohoto komunikačního média je opravdu velké. Komunikační sítě založené na bázi Ethernetu používají komunikační protokol TCP/IP. Ten je také základem pro komunikaci GPRS. Proto je možné GPRS označit za komunikační řešení blízké budoucnosti, pro které je již nyní dostupný hardware.

Filozofie společnosti Insys – kompatibilita GPRS a modemů

Problém starých terminálů GPRS byl v tom, že koncová zařízení nutně musela ovládat potřebné komunikační protokoly. Tento požadavek je mnohdy nerealizovatelný, protože téměř žádné zařízení si s GPRS poradit neumělo. Firma Insys proto vyvinula zařízení Insys GPRS 5.0, které emuluje funkci modemu. Pro stranu PLC se „tváří“ jako klasický analogový modem s linkou RS-232 a AT příkazy. Může se ale připojit i přímo na ethernetové rozhraní, pro případ, že má komunikovat s modernějším programovatelným automatem, který má rozhraní pro Ethernet a dokáže komunikovat protokolem TCP/IP. Znamená to, že s využitím tohoto zařízení budou moci po síti GPRS komunikovat jak staré automaty, které o GPRS nemají ani ponětí, tak i moderní PLC, které s tímto typem komunikace již počítají.

Integrace rozhraní RS-232 a Ethernetu zároveň, to byl při vývoji jeden ze základních požadavků. Původní varianta, kdy byla na zařízení jen linka RS-232 a PLC muselo ovládat protokol TCP/IP, nebyla všude použitelná. Na rozdíl od nynějšího řešení dává koncovému zařízení k dispozici transparentní sériovou linku. Připojený automat nyní může ovládat komunikační modul GPRS stejnými příkazy, jakými doposud ovládal modem.

Zpětná kompatibilita vždy byla jedním ze základních požadavků všech průmyslových řešení. Proto firma Insys navrhuje všechny komunikační moduly tak, aby byly navzájem co nejvíce shodné z hlediska RS-232, tedy připojeného koncového zařízení (PLC, odečtová zařízení, pokladny, měřicí prvky apod.), a co nejvíce se podobaly modemu pro analogovou pevnou linku.

GPRS nemusí být vždy správnou volbou

Zatím se možná zdá, že používat GPRS k datovým přenosům se nyní s novým komunikačním modulem Insys GPRS 5.0 automaticky stává nejlepší volbou, ale není tomu tak. Analogové modemy a modemy GSM-CSD zdaleka do koše nepatří a zřejmě nikdy patřit nebudou. Z hlediska přenosové rychlosti sice se svými teoretickými 180 kb/s v jednom směru GPRS vede (přenosová rychlost GSM-CSD je 9 600 b/s, analogových modemů obvykle 56 kb/s), ale v reálných podmínkách skutečná rychlost GPRS kolísá okolo 50 kb/s. To není vůbec špatné, ovšem je zde ještě další nectnost GPRS. Doba skupinového zpoždění signálů (je to lapidárně řečeno doba, za kterou vyslaná data dorazí na místo určení) u klasické komunikace s modemy zatím není překonána. U GPRS je tato doba velmi dlouhá.

Znamená to, že bude-li zapotřebí po GPRS přenášet malá množství dat, např. několik bajtů, a bude-li pokaždé vyžadováno potvrzení o úspěšném přenosu – tzv. acknowledge, vlivem zmíněného zpoždění bude celý přenos velmi pomalý. Některá zařízení dokonce tímto způsobem komunikovat vůbec nedokážou, protože doby čekání na odezvu komunikace (timeout) nastavené výrobcem jsou příliš krátké, a začnou signalizovat chybu komunikace.

Shrnuto, GPRS je jednoznačně vyspělou metodou komunikace, která vede ke skvělým výsledkům, ovšem jen při správném používání. Uživatelé, kteří si nejsou jisti správností své volby v oblasti datové komunikace, se mohou kdykoliv obrátit se na firmu Insys Microelectronics, kde jim odborníci rádi poradí s konkrétní aplikací.

Dostupnost

K výrobkům řady Insys jsou k dispozici kompletní kvalitní uživatelské příručky v českém jazyce. Obsahují technický popis zařízení včetně popisu sady podporovaných AT příkazů. Výrobky vyhovují homologačním podmínkám a nesou značku CE. Pro ČR je v Plzni zřízena pobočka Insys Microelectronics CZ, s. r. o., která zajišťuje předprodejní i poprodejní podporu zákazníků, bude se dále věnovat vývoji nových zařízení v oblasti přenosu dat v měřicí a řídicí technice a inovacím současného sortimentu výrobků.

Lubomír Kuchynka,
Insys Microelectronics CZ, s. r. o.

Insys Microelectronics CZ, s. r. o.
Klatovská 169
321 03 Plzeň
tel.: 777 651 188, 377 429 952
e-mail: lkuchynka@insys-tec.de
http://www.insys-tec.cz