Komunikacja przemysłowa Peer to Peer w sieci WiFi

Częstym problemem w rozległych systemach automatyki jest przesyłanie dużej ilości sygnałów na znaczne odległości. Szczególnie kłopotliwa staje się transmisja kablowa, wymagająca prowadzenia nowych przewodów na obszarze zurbanizowanym lub na terenie zakładu, gdzie nie ma możliwości rozbudowy infrastruktury. Jednym z najprostszych rozwiązań eliminujących ten problem jest przesyłanie sygnałów za pomocą sieci bezprzewodowej, takiej jak WiFi. W takim właśnie momencie nioceniona okazuje się implementacja protokołu P2P (Peer to Peer) w modułach serii WISE-4000, która nie wymaga korzystania z dodatkowego urządzenia master. Tryb P2P zapewnia bezpośrednie przenoszenie sygnałów wejściowych na wyjściowe w sposób całkowicie przezroczysty.

---

Jak sonfigurować przemysłowe Peer to Peer?

Tworzenie połączenia P2P odbywa się w oparciu o sieć WiFi 2.4GHz (sieć zakładowa lub dedykowany Access Point). W pierwszej kolejności przełączamy się na tryb Initial (zworką z tyłu obudowy modułu WISE-4000) i po podaniu zasilania łaczymy się z wygenerowną przez urządzenie siecią WiFi. Następnie dokonujemy logowania przez przeglądarkę po adresie IP (z tyłu obudowy podany jest domyślny IP i hasło) i w zakładce Network Configuration konfigurujemy WISE do pracy Infrastructure Mode. W kolejnych polach podajemy parametry naszej sieci WiFi takie jak SSID, definiujemy sposób szyfrowania i podajemy zgodny adres IP. Zapisujemy ustawienia i przełaczamy się zworką na tryb Normal. Po ponownym uruchomieniu podłączymy się do sieci bezprzewodowej. Siła sygnału będzie widoczna na diodach led z przodu obudowy.

Sama konfiguracja połączenie P2P odbywa się w zakładce Advanced -> Peer to Peer w dolnym drzewie prawego menu. Mamy tam dwa tryby Basic i Advanced mode, które opisujemy poniżej.

---

Tryb Basic Mode

W trybie Basic możemy łączyć kolejno wejścia cyfrowe DI z taki samymi wyjściami DO po drugiej stronie. W takiej konfiguracji nie jest możliwe zmienianie numeracji wyjść oraz mieszanie z alarmującymi wejściami analogowymi. 

---

Konfiguracja Basic Mode

Zaczynamy od włączenia Periodically Transmission, wyboru trybu Basic i określenia częstotliwości wysyłania pakietów. W Period Time ustawiamy czas ich wysyłania. W przypadku wyboru C.O.S (Change of State) zmiana stanu wyjścia następuje od razu po zmianie stanu wejścia. Komunikacja pomiędzy modułami odbywa się na porcie UDP ustalonym w polu Destination Port. Z kolei w Destination IP włączamy reguły P2P (łącznie mamy 16 reguł do przekierowania). W odzielnej zakładce Destination podajemy hasło, adres IP oraz model docelowego urządzenia, do którego przekazujemy pakiety. Domyślnie komunikacja pomiędzy modułami jest zabezpieczona hasłem zgodnie AES-128 z możliwością jego wyłączenia. Jest też opcja powtórzenia wysyłania pakietów w opcji QoS Level for Response jako retry for response.

Konfiguracja Basic

---

Przykład konfiguracji Basic

W poniższym przykładzie pokazujemy połączenie dwóch modułów bezprzewodowych, WISE-4050 z wejściami cyfrowymi DI z WISE-4012 z wyjściami cyfrowymi DO. Zamiana DO następuje tu w przypadku zmiany stanu na DI. Komunikacja odbywa się przy wykorzystaniu wcześniej podłączonego Access Pointa.

                          WISE-4050                                                                   WISE-4012

                          IP: 192.168.0.10                                                           IP: 192.168.0.100

                          Dry Contact                                                                  DO (open colector)                       

1. Wybieramy komunikację Peer to Peer w module WISE-4050 i zaznaczamy opcję Basic

 – WISE-4050, IP:192.168.0.100

2. Zatwierdzamy przez Submit Mode

3. W zakładce Destination wprowadzamy IP I hasło modułów wyjściowych (WISE-4012, 192.168.0.102) i zatwierdzamy przez Apply. Domyślne hasło to 00000000 i trzeba pamiętać, by wpisać odpowiedni własne w przypadku jego zmiany.

4. W polu Destination IP klikamy Select IP i zaznaczamy wyjściowy moduł z określonym adresem IP.

5. Wybieramy period time lub C.O.S. Jeżeli używamy wejść AI to Deviation Value nie może wynosić 0%.

6.Wybieramy wejćia DI do funkcji P2P i klikamy “Apply”, by zakończyć konfigurację P2P

---

Advanced Mode

W tym trybie możemy dodatkowo mieszać numerację wejść i wyjść. Możemy też łączyć różne wejścia (w tym alarmowe AI) z jednym wyjściem DO (M to 1). Pełnej konfiguracji dokonujemy wchodząc w zakładkę Config niezależnie dla wszystkich kanałów.

Konfiguracja Advanced

---

Przykład konfiguracji Advanced

W poniższym przykładzie wykorzystano wejście alarmowe AI high alarm do wysterowania wyjścia DO w drugim module. Zamiana DO następuje w przypadku przekroczenia napięcia powyżej 8V w pierwszym module. Komunikacja odbywa się przy wykorzystaniu wcześniej podłączonego Access Pointa.

                                      WISE-4012                                                    WISE-4050

                                      IP: 192.168.0.10                                            IP: 192.168.0.100

                                      AI high alarm                                                 DO (open colector)

1. Przy konfiguracji WISE-4012 w zakładce I/O Status ustawiamy AI high alarm.

– High alarm: 8V

2. Wybieramy tryb Peer to Peer Advanced mode (WISE-4012, 192.168.0.107)

3. Klikamy Submit Mode, by zatwierdzić tryb.

4. W zakładce Destination wprowadzamy IP I hasło modułów wyjściowych (WISE-4050, 192.168.0.100) i zatwierdzamy przez Apply. Domyślne hasło to 00000000 i trzeba pamiętać, by wpisać odpowiednie własne w przypadku jego zmiany.

5. Wchodzimy w pole Source przy kanale pierwszym:

- Zaznaczamy Enable Peer to Peer

- Ustawiamy Channell Output Mode jako DO mode

- Zaznaczamy C.O.S

- Ustawiamy Channel Input Mode jako High or Low alarm

- W polu Destination IP klikamy Select IP i zaznaczamy wyjściowy moduł z określonym adresem IP

- Zatwierdzamy przez Apply

6. Klikamy Apply do zatwierdzenia konfiguracji P2P

Advanced Mode Config

---

Opis formatu pakietu

Protokół: UDP

Port: 5048 (konfigurowalny)

Pakiet wychodzący

Nagłówek

P2P Payload

---

Jak widać cały proces jest prosty i możemy szybko skonfigurować nasz przemysłowy Peer to Peer.
W razie jakichkolwiek pytań zapraszam do kontaktu.

jaroslaw.molenda@elmark.com.pl 
605-744-446