Fitur membangun jaringan Wi-Fi dalam produksi makanan inovatif

Pendahuluan

Tingkat perkembangan teknologi produksi saat ini, otomatisasi proses, manajemen informasi dan layanan akuntansi di satu sisi, tingkat persaingan internal dan eksternal yang tinggi, persyaratan yang lebih ketat untuk kualitas produk, optimalisasi biaya, perjuangan untuk konsumen akhir di sisi lain, menimbulkan berbagai masalah bagi produsen dalam modernisasi kompleks produksi. Dengan modernisasi ini, tidak hanya teknologi, layanan, aspek teknis, lingkungan informasi berubah, tetapi juga psikologi dari seluruh proses (produksi). Dengan demikian, pabrikan berusaha untuk mengoptimalkan seluruh proses, menghilangkan kemungkinan "titik kegagalan" pada tahap yang berbeda. Seperti yang Anda ketahui, sebagian besar kegagalan disebabkan oleh faktor “manusia”, semakin banyak orang dalam rantai operasi, semakin tinggi kemungkinan kesalahan, kerusakan pada peralatan teknologi dan sebagai hasil perkawinan, produksi sederhana, kegagalan memenuhi tenggat waktu pengiriman, denda, dan sebagainya.

Selain "kesalahan" untuk produksi makanan, seseorang, sebagai bagian dari rantai produksi, sangat mempengaruhi faktor keamanan produk. Dan di bawah keadaan yang tidak menguntungkan dan pelanggaran teknologi, "biofactor" dapat menyebabkan hilangnya seluruh batch produk yang sudah dikirim. Yaitu pengucilan seseorang dari kontak langsung dengan bahan baku dan komponennya secara langsung mempengaruhi kualitas akhir produk, yang pada gilirannya mengarah pada pengurangan kerugian.

Tetapi modernisasi sederhana dari produksi dengan pemasangan robot, konveyor, gudang otomatis, penyebaran sistem akuntansi dan kontrol otomatis tidak menyelesaikan seluruh jajaran masalah karena pembatasan berikut.

Tidak ada solusi turnkey untuk otomatisasi penuh produksi. Ada garis otomatis "potongan" produksi yang bekerja di dalam tugas teknologi dan logistik mereka. Dikelola oleh sistem lokal dan berinteraksi satu sama lain melalui beberapa buffer produksi kumulatif. Seringkali ini dapat berupa jalur otomatis dari pabrikan berbeda yang tidak memiliki protokol interaksi tunggal. Untuk menyatukan potongan-potongan rantai teknologi tersebut, satu platform informasi (SIP) dibuat, yang membutuhkan media transmisi fisik dan interaksi dengan semua komponen produksi otomatis.

Ini adalah fitur dari desain dan konstruksi media transmisi fisik yang akan terpengaruh dalam artikel ini.

Banyak literatur teknis, yang disajikan dalam bentangan luas Internet, memberi tahu kami tentang algoritma yang tampaknya sudah mapan dan tidak diragukan benar (rencana aksi, metode - sebut saja apa yang Anda suka :)) untuk membangun infrastruktur jaringan ini atau itu. Namun, dalam praktiknya, metodologi apa pun perlu disesuaikan dengan hati-hati dengan persyaratan, kondisi, dan keadaan spesifik pekerjaan masing-masing proyek. Pada artikel ini kami ingin berbicara tentang bagaimana Anda dapat mencapai kesuksesan dengan mengadaptasi pengetahuan teoritis dengan kondisi tertentu dan menciptakan sistem yang sepenuhnya memenuhi persyaratan yang dinyatakan pelanggan.

Ini akan fokus pada pembangunan infrastruktur jaringan pabrik produksi sosis robot pertama Rusia. Segera, kami mencatat bahwa publikasi ini tidak akan diisi dengan banyak perhitungan teoritis yang mengarah pada satu-satunya solusi yang benar, kami akan melihat proses desain dari sisi praktis.

Tugas paling menarik dan kompleks yang perlu kami pecahkan:

• Menyediakan jaringan Wi-Fi untuk gedung kantor pabrik. Dalam kerangka kerja proyek ini, pelanggan meninggalkan port LAN di tempat kerja - karyawan harus mobile.
• Menyediakan jaringan nirkabel WI-FI untuk bangunan industri pabrik untuk pengoperasian peralatan teknologi, termasuk robot antar-jemput yang mengangkut produk antar bagian jalur otomatis.
• Menyediakan jaringan kabel untuk pengontrol industri dari berbagai sistem otomatis lokal dan area teknologi produksi lainnya.

Pesawat ulang-alik mengangkut bingkai dengan produk

Persiapan Desain

Pengaturan Klien Nirkabel

Pada awal desain jaringan nirkabel, kami fokus pada kenyataan bahwa jaringan nirkabel dibangun tidak hanya untuk "pengoperasian perangkat", tetapi untuk transfer data dari aplikasi, layanan tertentu. Itulah mengapa perlu untuk mempertimbangkan kemampuan antarmuka nirkabel dan fitur peralatan klien (daya pemancar, rentang frekuensi yang didukung, saluran, dll.) Untuk memberikan persyaratan minimum yang diperlukan untuk aplikasi klien sehubungan dengan bandwidth dan penundaan jaringan.

Dalam kerangka kerja proyek ini, kami membagi konsumen utama jaringan nirkabel menjadi 3 kelompok:

• Terminal pengumpulan data
• Robot antar-jemput
• Laptop Pekerja Kantor

Persyaratan perkiraan untuk bandwidth minimum yang diperlukan dan latensi terminal pengumpulan data dan laptop pekerja kantor telah lama dihitung dan diketahui. Tapi dengan robot misterius itu sedikit lebih rumit. Respons kering diterima atas permintaan pabrikan untuk persyaratan jaringan data nirkabel: 500kbit / dtk, keterlambatan <300 ms.


Mengisi ulang robot antar-jemput

Kami mengetahui bahwa semua host memiliki fitur luar biasa - mereka mendukung operasi di pita 5 GHz! Dengan persetujuan dengan pelanggan, kami memutuskan bahwa kami akan merancang jaringan dengan mempertimbangkan penggunaan hanya rentang ini, yang membuat hidup kami jauh lebih mudah.

Penting untuk merancang jaringan nirkabel, pertama-tama, mulai dari persyaratan aplikasi klien dan kemampuan antarmuka nirkabel klien. Jika tidak, pada akhirnya, solusi yang sangat berlebihan akan diperoleh, atau solusi yang tidak akan memenuhi persyaratan untuk WLAN.

Rencana dan gambar adalah kunci desain yang sehat

Proses mendesain jaringan Wi-Fi dilanjutkan dengan studi terperinci tentang rencana dan fasilitas itu sendiri. Sangat sering, pada saat awal desain, insinyur dihadapkan pada situasi bahwa bangunan tidak siap untuk konstruksi, dan ini bukan hanya tidak adanya langit-langit palsu dan partisi drywall, tetapi juga tidak ada sebagian atau seluruhnya dinding, langit-langit, dan bagian dari struktur pendukung.




Keadaan objek pada awal desain

Oleh karena itu, untuk pekerjaan yang berhasil perlu dengan segala cara untuk mendapatkan dari rencana arsitektur pelanggan, sketsa pengaturan peralatan, data utilitas. Selain rencana, interaksi yang erat dengan teknologi Pelanggan diperlukan untuk memahami proses teknologi, agar tidak ketinggalan detail penting. Seringkali, pelanggan mengabaikan permintaan untuk data terperinci, tetapi dalam kasus kami, informasi terlengkap dari pelanggan diberikan.


Contoh denah lantai "buruk"


Contoh denah lantai "baik"

Rencana "Benar" memberikan informasi tentang penempatan hambatan, struktur, peralatan, jenis bahan bangunan. Semua ini memungkinkan kita untuk mengevaluasi faktor-faktor yang mempengaruhi penyebaran sinyal radio. Untuk proyek besar, keberadaan data awal tersebut memungkinkan Anda untuk mengoptimalkan solusi teknis dan memperhitungkan pengaruh lingkungan fisik pada lokasi titik akses, jumlah mereka, jenis antena yang dipasang.

Sebagai contoh, yang mencerminkan perlunya pendekatan terpadu untuk mempelajari bangunan - kisah yang terkait dengan galeri pengamat teknologi yang luar biasa ini.



Di salah satu tempat titik akses terletak pada jarak 3-4 meter dari galeri, dapat dilihat melalui kaca. Sekilas - kaca dan kaca, memiliki koefisien serapan yang relatif kecil dan level sinyal dalam ruangan harus dapat diterima. Namun, dengan analisis yang lebih rinci, ternyata dipasang jendela kaca patri kebakaran: kerangka aluminium yang diperkuat dan kaca pencegah kebakaran tahan banjir. Dalam prakteknya, melalui desain ini pada ponsel, tidak ada sinyal dari titik akses sama sekali, laptop dengan penerima yang lebih sensitif menunjukkan sinyal pada level -80Dbm

Pada awal fase desain objek yang sedang dibangun, sangat penting untuk memiliki representasi visual yang lengkap dari semua kamar, dengan mempertimbangkan pemasangan semua peralatan teknologi (omong-omong, itu dapat ditemukan dengan cara yang paling tidak terduga: di lantai, di langit-langit, dan banyak lagi).

Sebuah pabrik bukan kantor untuk Anda ...

Salah satu perbedaan utama antara tempat produksi dan tempat kantor dalam hal merancang jaringan nirkabel adalah kondisi operasi titik akses dan peralatan jaringan lainnya. Tentu saja, server dan fasilitas telekomunikasi disiapkan dengan mempertimbangkan persyaratan dan kondisi operasi peralatan. Tetapi fasilitas produksi, bahkan di dalam pabrik yang sama, memiliki parameter lingkungan yang sangat berbeda dan Anda harus sangat berhati-hati dalam memasang peralatan jaringan di dalamnya.

Dalam kasus kami, suhunya baik-baik saja, tidak melampaui kisaran -5 +30, namun, semua kamar teknologi dibersihkan dengan sistem tekanan tinggi.



Dalam hal ini, apa pun titik akses dan antena yang dipilih untuk bekerja di ruang teknologi, diputuskan untuk memasangnya di kotak radio-transparan tertutup.

Pembaca yang penuh perhatian akan segera memperhatikan: mengapa Anda perlu membuat "kit" seperti itu dari titik akses dan kotak kedap udara ketika Anda dapat menggunakan titik akses dengan tingkat perlindungan IP67? Tentu saja, kami tidak lupa bahwa masing-masing produsen memiliki itu, tetapi kami memilih opsi menggunakan kotak hermetis, karena:

• pada saat desain, semua titik akses aman Cisco (peralatan dari pabrikan khusus ini direncanakan untuk digunakan) memerlukan izin impor tambahan, kecuali untuk model IW3700 (harganya jauh lebih tinggi daripada yang dianggarkan). Pendaftaran izin dan waktu pengiriman titik akses "aman" tidak sesuai dengan tenggat waktu proyek yang ketat;
• penghematan anggaran: kit yang terdiri dari titik akses 2702E dan germobox lebih murah.

Di fasilitas produksi, Anda perlu mempertimbangkan dengan hati-hati kondisi operasi titik akses, dengan mempertimbangkan karakteristik tempat yang sepenuhnya berbeda (kelembaban, suhu, debu, dll.). Anda dapat memecahkan masalah keamanan tidak hanya dengan membabi buta mengikuti rekomendasi pabrik - gunakan jalur akses yang aman. Opsi ini tidak selalu memungkinkan dan rasional dalam rangka implementasi suatu proyek.

Dalam pertempuran antara seorang insinyur telekomunikasi dan seorang teknolog produksi, yang terakhir selalu benar.

Tempat yang dapat diakses untuk memasang titik akses adalah titik penting lainnya yang harus didefinisikan dengan jelas pada awal desain. Di fasilitas teknologi yang kompleks, selain peralatan yang dipasang, masih ada banyak komunikasi - listrik, air, saluran udara. Banyak dari mereka mempengaruhi penyebaran sinyal nirkabel.
Dalam kasus kami, untuk semua hal di atas, robot ulang-alik juga ditambahkan, yang mengangkut produk dari lokasi persiapan ke ruang pengeringan dan fermentasi. Ini bukan objek yang dipasang secara statis, tetapi peralatan teknologi seluler. Sangat penting untuk dipahami: ke mana mereka pergi? Berapa ketinggian maksimum antar-jemput dengan bingkai? Seberapa jauh rute transportasi dari dinding? Pemahaman umum tentang seluruh proses pekerjaan mereka sangat berguna dan akan menyenangkan untuk melihat tindakan ini hidup. Tapi ini nasib buruk: tidak ada pabrik seperti itu di Rusia saat itu. Ruang terbuka Internet dan hosting video paling populer di planet ini adalah untuk membantu kami - adalah mungkin untuk membangun ide tentang robot dan memahami di mana menempatkan titik akses kami.

Seringkali, pada fasilitas semacam itu lokasi titik akses terbatas. Jauh dari selalu memungkinkan untuk menetapkan titik akses di tempat yang optimal untuk perambatan sinyal. Selain itu, perlu untuk memenuhi persyaratan pelanggan untuk toleransi kesalahan jika terjadi kegagalan salah satu titik akses.

Jika Anda tidak memahami secara terperinci konfigurasi tempat dan proses teknologi, Anda bisa mendapatkan masalah dalam bentuk mentransfer satu atau banyak titik akses. Dan ini tidak mudah untuk dihilangkan dan lebih berat: ini adalah bukaan teknologi baru, masalah dengan menghilangkan konsekuensi dari bukaan lama (dalam industri makanan mereka terutama berfokus pada masalah korosi, pembentukan karat, masuknya flora eksternal), transfer titik SCS. Tidak ada alasan bahwa Wi-Fi harus bekerja di sini dan titik akses yang dipasang dalam dialog dengan teknologi produksi tidak akan berfungsi jika itu benar-benar mengganggu instalasi fasilitas dan rakitan produksi.

Tetapi bagaimana jika sesuatu gagal ...!?

Kondisi penting lainnya ketika merancang WLAN pada objek yang tidak sederhana ini adalah toleransi kesalahan. Kegagalan apa pun, tanpa adanya redundansi, dapat menyebabkan gangguan dalam proses produksi, yang tidak diizinkan. Perlunya toleransi kesalahan diperburuk oleh pengoperasian robot pesawat ulang-alik. Pada jaringan Wi-Fi, mereka menerima tugas, dan juga mengirim data parametrik ke sistem kontrol otomatis, misalnya - berat frame yang dipindahkan, lokasi, level baterai.

Lingkungan radio dirancang sedemikian rupa sehingga jika terjadi kegagalan salah satu titik akses, yang berdekatan menyediakan area jangkauan titik gagal dengan tingkat sinyal di penerima setidaknya -75DBm.
Keputusan desain ini memberlakukan beberapa batasan dan kesulitan:

• pertama, perlu untuk meninggalkan antena directional (jumlah titik akses yang jauh lebih besar akan diperlukan, di samping itu, harga antena jauh lebih tinggi daripada omni standar);
• kedua, untuk memasang dengan pengenaan frekuensi dari titik yang berbeda di beberapa daerah.

Adapun batasan kedua: di sini kami sekali lagi menguji dalam praktiknya semua kesenangan merancang lingkungan Wi-Fi di pita 5 GHz. Karena gelombang radio dari rentang ini mencapai jarak yang lebih pendek dari 2,4 GHz, dan ada lebih banyak saluran yang tidak tumpang tindih, ini menghindari gangguan dan interferensi yang kuat.

Kami melangkah lebih jauh dan memesan WLAN sedemikian rupa sehingga jika terjadi kegagalan simpul telekomunikasi, jaringan terus beroperasi secara normal - titik akses yang berdekatan terhubung ke node telekomunikasi yang berbeda. Dalam satu simpul telekomunikasi, titik akses didistribusikan di sakelar yang berbeda. Dan tentu saja, semua elemen jaringan lainnya (router, sakelar kernel, pengontrol WLAN) juga disediakan.

Catu daya untuk titik akses nirkabel dibuat dari sakelar tingkat akses yang dilengkapi dengan dua catu daya independen.

Setiap unit catu daya dari sakelar terhubung ke unit distribusi daya yang terpisah yang menerima energi listrik melalui saluran kabel independen dari papan distribusi terpisah dari sistem catu daya yang tidak pernah terputus. Itu dibuat dengan saling redundansi komponen dan menggunakan catu daya tak terputus dari jenis modular. SBE menerima energi listrik dari dua gardu transformator independen pabrik.

Perencanaan radio

Tahap pertama perencanaan lingkungan radio - survei radio prediktif, dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Ekahau Site Survey Pro. Harus dikatakan di sini bahwa keberhasilan survei radio prediktif sangat tergantung pada kebenaran parameter hambatan yang dipilih (dinding, benda volumetrik, seperti rak, rak, dll.), Serta kebenaran rendering ruangan. Banyak objek memiliki arsitektur yang kompleks dan oleh karena itu keandalan data yang diperoleh dalam perhitungan seperti itu sangat diragukan.

Dalam praktiknya, karena rumitnya desain perusahaan industri dan berbagai bahan yang digunakan dalam konstruksi (misalnya, ruang pengering terbuat dari panel sandwich logam), orang hanya dapat sebagian bergantung pada metode program untuk perencanaan lingkungan Wi-Fi: untuk mengembangkan, dengan kata lain, "strategi" ”Lokasi titik akses, tentukan angka perkiraannya. Data ini cukup untuk memulai desain sistem teknik.
Tapi begitu kesiapan konstruksi setidaknya sebagian dari objek memungkinkan kami untuk melakukan survei radio di tempat (survei pra-penempatan, atau seperti yang juga disebut, AP-on-a-stick), kami pindah ke objek. Tidak ada waktu untuk menunggu kesiapan lengkap dari fasilitas itu, sudah waktunya untuk menentukan komposisi akhir dari peralatan dan memesannya. Tidak ada yang membatalkan ketentuan proyek.





Setelah melakukan pengukuran di beberapa tempat, sebuah pemahaman muncul tentang bagaimana menempatkan titik akses di seluruh fasilitas. Ngomong-ngomong, jumlah titik akses telah menurun dibandingkan dengan yang direncanakan semula 15-20%.

Anda dapat mempercayai pemodelan radio perangkat lunak hanya jika Anda memiliki pengalaman merancang Wi-Fi di lingkungan yang sama dan dengan persyaratan jaringan yang serupa. Melakukan survei situs pra-penempatan akan memastikan bahwa perhitungan awal sudah benar dan, jika perlu, memperbaikinya.

Sudah waktunya untuk objek!

Setelah menerima peralatan yang telah lama ditunggu-tunggu, tanpa membuang waktu, kami mengirim titik akses ke installer, untuk memasang sejumlah besar titik akses di lokasi konstruksi, di mana selain Anda ada banyak kontraktor berbeda yang sulit. Ruangan itu ditutup, lalu dipasang peralatan lain dan pada saat yang sama tidak berfungsi.

Pada saat yang sama, konfigurasi dan pemasangan switch jaringan, router, pengontrol WLAN dilakukan. Beberapa tempat pemasangan peralatan telekomunikasi tidak memiliki kesiapan konstruksi, di sisi lain, spesialis peralatan proses sudah membutuhkan jaringan untuk pengujian.

Kami telah memasang 14 kabinet telekomunikasi di seluruh fasilitas. Port switch menyediakan pekerjaan tidak hanya titik akses, tetapi juga peralatan teknologi.


Kabinet Telekomunikasi Terpasang

Contoh interaksi teknologi dari berbagai sistem otomatis

Contoh standar yang disederhanakan, interaksi langsung dari sistem otomatis yang berbeda melalui cara transmisi fisik yang berbeda adalah pemuatan bingkai dengan produk ke dalam ruang pengeringan dan fermentasi:

• Pada tahap akhir pengangkutan kerangka produk, robot pesawat ulang-alik menginformasikan tentang lokasinya dari platform informasi tunggal (EIP) (melalui saluran radio WiFi).
• EIP mengeluarkan perintah ke pengontrol ruang pengering (dengan kawat) untuk membuka ruang tersebut.
• Setelah menerima konfirmasi dari pengontrol (dengan kabel) bahwa kamera terbuka, EIP mengeluarkan perintah ke robot pesawat ulang-alik (melalui saluran radio WiFi) untuk bergerak di dalam kamera.
• -, , ( ) 80% ( ).
• , - , ( WiFi) - .
• - ( ) .

Desain dan implementasi LAN dan WLAN, serta sistem rekayasa memakan waktu 8 bulan. Tes penerimaan berlangsung 4 hari. Program pengujian terdiri dari berbagai pemeriksaan toleransi kesalahan - kami secara selektif mematikan titik akses, serta seluruh kabinet telekomunikasi, memeriksa fungsi jaringan nirkabel, dan roaming.
Pada saat kesiapan lengkap jaringan area lokal nirkabel dan kabel, pekerjaan paralel sedang dilakukan untuk commissioning peralatan industri dan host Wi-Fi yang paling menuntut - robot antar-jemput.

Kita dapat mengatakan dengan yakin bahwa kurangnya keluhan dari produsen tentang pengoperasian infrastruktur jaringan mengkonfirmasi keberhasilan pekerjaan kita.

Kutipan pelanggan.
Vladislav Belyaev Direktur TI Cherkizovo Group

... Otomatisasi penuh menghapus faktor manusia ... Ini, di satu sisi, menghilangkan kesalahan manusia yang dulu terjadi terus-menerus, karena operasi dan orang banyak. Faktor kedua adalah bio-safety: semakin sedikit orang yang bersentuhan dengan bahan baku, dengan produk setengah jadi, semakin baik produk dan semakin lama akan berlangsung. Pada gilirannya, rantai proses terintegrasi yang umum memungkinkan untuk dengan cepat mendapatkan semua informasi objektif dari semua tahap. Perusahaan secara real time selalu dapat melihat apa yang terjadi dengan pabrik: dari pengoperasian mesin ke tingkat makro ...