Análisis del desempeño de una comunicación inalámbrica sobre PLC para el control de procesos industriales en tiempo real

Abstract

Los dos principales problemas de las redes inalámbricas utilizadas para control en ambientes industriales son, la poca fiabilidad del medio de trasmisión causado por el comportamiento no determinístico, especialmente en IEEE802.11 que utiliza CSMA/CA como método de acceso al medio, y los altos retardos causados por interferencia y la trayectoria multicaminos. A pesar esto, las redes inalámbricas WiFi en la actualidad se siguen investigando para aplicaciones industriales por tres razones fundamentales, la primera, aunque IEEE802.15 ofrece mejores técnicas en ahorro de energía y mejores resultados en cuanto a fiabilidad, es menos robusto a la interferencia y al ruido que el IEEE802.11, segundo, aunque hay aplicaciones industriales con menos de 10 nodos trasmitiendo datos por debajo de los 80 bytes, también hay aplicaciones que utilizan cientos de nodos transmitiendo por encima de 80 bytes, para estas el IEEE802.15.4 presenta problemas, y tercero, es el posicionamiento en el mercado de PLC’s con comunicación Ethernet y dispositivos inalámbricos diseñados para ambientes industriales como los SCALANCE W744-1Pro y W788-1Pro de Siemens, ambos trabajando con el protocolo IEEE802.11. En este proyecto se diseña una metodología de medición para redes inalámbricas WiFi usadas para comunicar procesos de control en ambientes industriales que permite establecer el comportamiento de los retardos bajo cuatro parámetros que son, relación señala a ruido, cantidad de datos de información, distancia y numero de paquetes perdidos. A partir de los resultados, se presenta las características necesarias para que estas redes operen bajo un umbral establecido en los retardos de 50 ms. Para validar los resultados, se diseña una aplicación de control industrial muy común, control de motores de inducción, concluyendo que los resultados de la metodología son muy cercanos a los medidos en el proceso de control.