Adapter voor industriële wireless sensor netwerken Student: Glen Vanroelen Interne promotor: Tim Dams Externe promotor: Kevin Heylen (Intation)

Wat is een wireless sensor netwerk? Context Sensor NodesGateway WSN Extern Netwerk

Wat zijn industriële WSN? Context WSN ontworpen voor gebruik in een industriële omgeving WirelessHART ISA100

Vervanging van bekabelde infrastructuur Gebruik van redundante low-power sensoren Biedt de mogelijkheid om apparatuur flexibel in te zetten Waarvoor worden industriële WSN gebruikt? Context

Doel van de bachelorproef Situering Communicatie software voor WirelessHART en ISA100 netwerken Verzamelen van diagnostische WSN informatie Invloed op de werking van het netwerk wordt hierbij beperkt Intation: analyse van de verzamelde informatie, zodat er aanbeveling gemaakt kunnen worden aan een bedrijf

Inhoud 1.Structuur WirelessHART netwerk 2.Structuur ISA100 netwerk 3.Overzicht van het WSN adapter project 4.De WCF interface 5.De ISA100 en WirelessHART adapters 6.De database

Sensor NodesGateway WSN Extern Netwerk Structuur generische WSN

Structuur WirelessHART netwerk

Structuur ISA100 netwerk

WSN adapter project Eigenschappen Verbergt de complexiteit van de WSN communicatie Maakt het mogelijk om diagnostische informatie op te vragen Resultaat wordt bewaard in een database Gebruikte technologie: C#, Windows Communication Foundation (WCF) en Entity Framework 5 (EF5)

WSN adapter project Overzicht WCF interface WSN communicatie ISA100 adapter WirelessHART adapter … Timing mechanisme EF5 Database

WCF interface Overzicht Web Service kan worden gebruikt door andere applicaties Mogelijkheid om een WSN te kiezen Mogelijkheid om diagnostische informatie op te vragen Mogelijkheid om periodiek diagnostische informatie op te vragen (door het specifiëren van autonome herhalende taken)

WCF interface Code snip wsn: isa100 of wirelesshart command: via GetObjectList() priority: mid, high of low index: via GetTaskList()

ISA100 en WirelessHART adapters Overzicht ISA100: eerste adapter en oorspronkelijke project scope WirelessHART: verderzetting voorafgaand werk door George Liekens Beide adapters: Implementeren eenzelfde interface Communiceren via een TCP connectie met de gateway Resultaat communicatie wordt bewaard in de database

Adapters Code snip

Database Overzicht Gegenereerd door Entity Framework 5 LocalDB of SQL Express database Programeer paradigma: Code-First met data annotaties

Database Code snip

Conclusie Communicatie met WirelessHART en ISA100 netwerken mogelijk Verzamelen van diagnostische WSN informatie in een database Periodiek / autonoom opvragen van informatie is mogelijk Alle doelen zijn hiermee bereikt!

Korte demonstratie

Zijn er nog vragen? Dank u voor uw aandacht!

Limiterende factoren voor industriële WSN Compatibiliteit met bestaande controle systemen gewenst (DCS) Veiligheidsvoorschriften voor draadloze apparatuur (EX-zones) Geleidelijke vervanging van bestaande infrastructuur moet mogelijk zijn Kostprijs

ISA100 standaard definieert … WEL: Diensten die de gateway aanbiedt Gateway Service Access Point (GSAP) bereikbaar via extern netwerk NIET: Type extern netwerk Structuur van data pakketten die naar GSAP gestuurd worden

Gebruikte hardware Endress+Hauser WirelessHART Demo Kit: Ethernet verbinding voor het externe netwerk Gateway diensten bereikbaar over TCP/IP met HART-IP Nivis ISA100 Starter Kit: Ethernet verbinding voor het externe netwerk GSAP bereikbaar over TCP/IP

WirelessHART vs. ISA100 WirelessHART Maakt deel uit van HART sinds HART revisie 7 Oudste technologie ISA100 “Opvolger” van WirelessHART Van nul herschreven: beter draadloze efficiëntie Betrouwbare diensten

Voorafgaand WirelessHART werk WirelessHART gateway OPC Server WirelessHART project WirelessHART gateway WirelessHART adapter Project George LiekensEigen implementatie