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ZigBee TMTTMMTM ---- ein Standard kommt - vdi.de · PDF fileDr. Dirk Steinmüller 7.06 Funkstandards im Vergleich Markenname Standard ZigBee TM 802.15.4 GSM/GPRS Wi-Fi TM 802.11b Bluetooth
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Beispielanwendungen aus Beispielanwendungen aus Beispielanwendungen aus Beispielanwendungen aus der Analysenmesstechnikder Analysenmesstechnikder Analysenmesstechnikder Analysenmesstechnik
Dr. Dirk Steinmüller 7.06
ZigBee: Mitgliederentwicklung nach Regionen
Dr. Dirk Steinmüller 7.06
Drahtlose Meßwertübertragung
„Der Markt wächst stückzahlbezogen um 100 % / Jahr,das Wachstum wird sich ab 2008 verzehnfachen.“Bob Heile, Chairman ZigBee Alliance
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Grundvoraussetzungen für drahtlose Kommunikation in der Prozeßautomatisierung
� Etabliertes Meßgerätekonzept� Kein neues Gerät oder Gehäuse� Vertraute Bedienung� Kein neues Ex-Konzept� Einfaches Nachrüstmodul für Funk� Weitere Moduloptionen bleiben
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Das Funkmodul
Max. 20 m
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ComFu® : Die Komponenten
ComFu ® C (Coordinator)
� Netzwerkkoordinator (FFD + PAN coordinator)
� Versorgung via Prozeßanalysengerät mit Digitalmodul
� Standard - Kabelverschraubung � Abgesetzte Bauform für optimale
Antennenposition� einfach nachrüstbar� Schutzart IP 65� Edelstahlgehäuse� Kann z.Zt. 2 x ComFu E bedienen
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ComFu® : Die Komponenten
ComFu ® E (End device)
� RFD� Funkmodul für den Sensoranschluß� Schutzart IP 65� Edelstahlgehäuse � Drehschalter für ON / OFF / HOLD
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ComFu® E: Praxisgerechte Bedienung vorort
rote und grüne LED� signalisieren Betriebszustand,
Batteriewechsel und Voralarm� Netzwerkanmeldung: blinkt grün im
Sekundentakt� Meßmodus normal: blinkt grün im
4-Sekundentakt� HOLD: blinkt rot im 4-Sekundentakt� keine Verbindung: blinkt langsam rot
(3 Sekunden)� Batteriewechsel erforderlich:
blinkt 2 x rot im 4-Sekundentakt
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ComFu® E: Die Energieversorgung
� Batterielebensdauer ca. 1 Jahr
ComFu ® E (End device)
� Standard-Batterien Mignon AA
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ComFu® E : Die Prozeßvarianten
� Kompaktversion
� Abgesetzte Version mit Standardverbindungkompatibel mit allen gängigen Armaturen
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Flexibel, modular und kompatibel
� Modulpatrone analog plus digitaler Speicher� pH, Redox, Oxy, LF
� Modulpatrone analog
� Modulpatrone digital®
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ComFu®: Der Mehrkanalbetrieb
1 x RS 485
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ComFu® : Technische Daten
Batterien: 8 x Mignon Typ AASpannungsversorgung: 2.8 V Stromverbrauch RX 28 mA
TX 42 mA Ausgangsleistung moduliert 0 dBmAusgangsleistung nominal 10 dBmEingangsempfindlichkeit -95 dBmDatenrate 250 kBit/s Frequenzbereich 2,4...2,485 GHz Nutzbare Kanalzahl 16Verschlüsselung AES 128 bitReichweite Freifeld: 400 m Antennentyp: Lambda/2, Dipol, omnidirektionalZigbee- Stack: TI (früher Chipcon)Explosionsschutz: II 2(1)GD EEx ia IIC T4 T80°C
II 3GD Eex nL IIC T4
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Plug & Play im Ex-Bereich
Zone 1Ex- freie Zone
Zon
e 0
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Alle Komponenten Ex-geschützt verfügbar
Zone 1Zone 1
Zon
e 0
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Open system network(Ethernet)
Profibus-Controller
Profibus DP
PA-Koppler/Link
Profibus PA
Profibus PA
Die Einbindung in offene Feldbusstrukturen
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Vor- und Nachteile von 2,4 GHz
Nachteile� Die Wellenlänge [λ] bei 2,4 GHz beträgt
λ = 300000/2,4 GHz = 12,5 cm� Gegenstände mit mechanischer Länge im Bereich
¼ λ, (z. B. Tannennadeln, Blätter, Metall) können erheblich stören (Absorption durch Resonanz)
� Reflexionen und Mehrwegeausbreitung stören
Vorteile� weltweite Zulassung � geringe Bauteile- und Antennenabmessungen
Dr. Dirk Steinmüller 7.06
Was sollte man über Antennen wissen ?
� Die Abstrahlung von der Antenne (Richtdiagramm)� ComFu arbeitet mit einem Koaxialdipol
(Länge λ/2 = 6,25 cm)� Der horizontale Abstrahlwinkel beträgt 360°
(Rundstrahler)� Der vertikale Abstrahlwinkel beträgt (Halbwert) 78°
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Installationsfehler
Zu tiefe Installation, Leistung geht in die Mauer !
Dr. Dirk Steinmüller 7.06
Installationsfehler
Plastiktüte kann stören
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Freifeldmessungen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200 250 300
Entfernung (m)
Sig
nalp
egel
(%
)
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Bisherige Anwendungen in der Prozeßindustrie < 0,1 %