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NOVEMBRE 2015 FIELDBUS & NETWORKS
Fieldbus & Networks
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Perché dovremmo desiderare un cavo
che si comporta come un’antenna? Do-
potutto, è stata svolta una notevole at-
tività di ricerca e sviluppo per migliorare
gli schermi dei cavi, proprio per evitare
questo effetto. Come si è scoperto, però, esistono
molteplici situazioni nell’ambito dei sistemi di
comunicazione industriale, nelle quali l’uso di un
cavo radiante come antenna può offrire importanti
benefici. I casi più comuni riguardano la comunica-
zione con apparecchiature che si muovono lungo
binari, la sostituzione di contatti striscianti nelle
macchine rotanti, la trasmissione di un buon se-
gnale in radiofrequenza (RF) quando la presenza di
ostacoli o il layout dell’edificio non permettono di
avere una ‘linea di osservazione’ chiara per la tra-
smissione tramite un’antenna tradizionale… Che
cosa è dunque un cavo radiante? Un cavo ha sempre lo scopo di bloccare
le RF indesiderate e permettere al contempo l’emissione e la ricezione
dei segnali di frequenza corretta da parte del cavo interno. In questo
modo, il cavo radiante si comporta esattamente come un’antenna.
Segnali RF precisi in impianti ‘affollati’
Uno dei benefici dati dall’uso dei cavi radianti deriva dalla capacità di
localizzare la potenza RF con grande precisione. L’uso delle apparecchia-
ture di comunicazione wireless in fabbrica sta crescendo rapidamente,
per cui i reparti di produzione si stanno affollando di onde radio su tutte
le frequenze più comuni. Per i costruttori di macchine che devono usare
il wireless, ciò crea un vero problema. Con una soluzione basata su cavo
radiante, le nuovemacchine possono coesistere nello spazio RF affollato
dell’impianto senza contribuire alla ‘cacofonia’. Infatti, il cavo radiante
emette RF in una sola direzione e richiede solo la potenza necessaria
per collegarsi a un’altra antenna a una distanza relativamente fissa. Se
la rete wi-fi generale dell’impianto ‘grida’ informazioni a tutti coloro che
possono ascoltare, l’apparecchiatura sulla nuova macchina può invece
funzionare ‘sussurrando’. Questa caratteristica è particolarmente impor-
tante nelle macchine con tavole rotanti, che tradizionalmente utilizzano
collettori ad anelli per condurre i segnali di comunicazione dagli I/O sulla
parte in movimento della macchina, a un controllore sulla parte fissa. I
collettori ad anelli sono costosi da installare, richiedono una manuten-
zione regolare e offrono comunque una scarsa velocità di comunicazione,
a causa dei disturbi sugli anelli e nei collettori
che scorrono sugli anelli stessi. Le soluzioni
wireless tradizionali possono funzionare,
spesso però il moto della macchina ostruisce
la connessione wireless, richiedendo antenne
a guadagno più elevato, con la conseguenza di
un maggiore ‘inquinamento da rumore’ RF. In queste applicazioni è utile
utilizzare un cavo radiante per ottenere un percorso chiaro e coerente
verso l’antenna rotante, senza interferire con altri sistemi wireless vicini.
Flessibilità intrinseca
Il cavo radiante offre dei vantaggi legati anche alla sua flessibilità in-
trinseca. Poiché è un cavo, può seguire pressoché qualsiasi percorso,
per portare il segnale wireless in luoghi dove le antenne non possono
arrivare. Fra le prime applicazioni del cavo radiante figura la possibilità
di fornire connettività radio bidirezionale ai lavoratori che intervengono
sulle emergenze in autostrada o nelle gallerie ferroviarie. In campo in-
dustriale, vi sono molti luoghi difficili da raggiungere, sia che si tratti di
vere gallerie o di ‘gallerie RF’, create da ostacoli. Un esempio calzante
potrebbe essere quello di un magazzino dove gli scaffali metallici e le
merci sugli scaffali possono dare problemi di ostruzione e riflessione a
un’antenna tradizionale. Il cavo radiante può essere installato lungo i
corridoi, per fornire un segnale forte esattamente dove richiesto.
Vantaggi unici
Per certi problemi di comunicazione industriale, il cavo radiante offre
vantaggi unici. Assicura, per esempio, velocità dati coerenti sulle lunghe
distanze; può essere conformato per fornire il segnale in ambienti difficili
da raggiungere; riduce la congestione RF degli impianti limitando il suo
segnale RF all’area esatta dove è richiesto. Questi benefici sono partico-
larmente preziosi nelle applicazioni dove le macchine si muovono lungo
un percorso predefinito, dove il campo di un impianto è particolarmente
difficile da raggiungere con un’ampia copertura e dove i segnali su mac-
chine rotanti sarebbero altrimenti trasmessi tramite collettori ad anelli.
Quando si selezionano e si installano i componenti di una soluzione a
cavo radiante occorre fare attenzione. Tuttavia, con un po’ di prepara-
zione e il consiglio di un fornitore RF industriale esperto, un sistema a
cavo radiante può fornire comunicazioni senza problemi anche per le
applicazioni più impegnative. ProSoft Technology progetta soluzioni di
comunicazione industriali che permettono un’integrazione perfetta verso
vari produttori di dispositivi per l’automazione.
ProSoft Technology -
DOPO TANTE RICERCHE VOLTE A SCHERMARE
I CAVI, ECCO CHE NASCONO NUOVE NECESSITÀ E SI
SCOPRONO I VANTAGGI DEL CAVO CHE FA ANCHE
DA ANTENNA…
NON UN CAVO,
BENSÌ UN’ANTENNA
di Keith Blodorn
Il cavo radiante può seguire pressoché qualsiasi
percorso e portare il segnale wireless in luoghi
dove le antenne non possono arrivare
I cavi radianti,
se implementati
correttamente,
si adattano ad
applicazioni anche
complesse