WirelessHART

```wiki

WirelessHART: دليل شامل للمبتدئين

WirelessHART هو بروتوكول اتصالات لاسلكي مصمم خصيصاً لتطبيقات أتمتة العمليات الصناعية. يهدف إلى توفير اتصال موثوق وآمن ومستقر للأجهزة في بيئات صناعية صعبة، مثل المصانع الكيميائية ومحطات الطاقة ومنشآت معالجة الغاز. يعتبر WirelessHART تطوراً هاماً عن بروتوكول HART التقليدي السلكي، حيث يتيح مرونة أكبر وتكاليف تركيب أقل. يركز هذا المقال على تقديم شرح مفصل لـ WirelessHART للمبتدئين، مع استعراض مكوناته الأساسية ومزاياه وتطبيقاته، بالإضافة إلى مقارنته بتقنيات لاسلكية أخرى مستخدمة في الصناعة.

خلفية عن بروتوكول HART

قبل الخوض في تفاصيل WirelessHART، من المهم فهم بروتوكول HART (Highway Addressable Remote Transducer). HART هو بروتوكول اتصالات رقمي تناظري يستخدم على نطاق واسع في الصناعة لتوصيل الأجهزة الميدانية (مثل أجهزة الاستشعار والمحركات والصمامات) بأنظمة التحكم. يوفر HART بيانات إضافية حول الأجهزة، مثل حالة التشغيل ومعلومات المعايرة، بالإضافة إلى الإشارة التناظرية القياسية (4-20 مللي أمبير). على الرغم من موثوقيته، فإن HART التقليدي يتطلب كابلات سلكية لتوصيل الأجهزة، مما قد يكون مكلفاً ويستغرق وقتاً طويلاً في التركيب، خاصة في المصانع الكبيرة.

ظهور WirelessHART

لمعالجة قيود HART السلكي، تم تطوير WirelessHART. يعتمد WirelessHART على معيار IEEE 802.15.4، وهو معيار للشبكات الشخصية اللاسلكية (WPAN). ومع ذلك، تم تكييف 802.15.4 خصيصاً لتلبية المتطلبات الصارمة لتطبيقات أتمتة العمليات الصناعية. أبرز التعديلات تشمل:

تحسين الموثوقية: WirelessHART يستخدم تقنيات مثل التكرار والتحويل التلقائي للمسار لضمان توصيل البيانات بشكل موثوق به، حتى في البيئات التي تعاني من التداخل اللاسلكي.
الأمان: يوفر WirelessHART تشفير البيانات ومصادقة الأجهزة لحماية البيانات الحساسة من الوصول غير المصرح به.
كفاءة الطاقة: تم تصميم أجهزة WirelessHART لتعمل لفترات طويلة باستخدام البطاريات، مما يقلل من تكاليف الصيانة.
التوافق مع HART: WirelessHART متوافق مع الأجهزة التي تدعم HART، مما يسمح بالترقية التدريجية من HART السلكي إلى WirelessHART.

مكونات شبكة WirelessHART

تتكون شبكة WirelessHART من عدة أنواع من الأجهزة:

أجهزة الحقل (Field Devices): هذه هي الأجهزة التي تقيس أو تتحكم في العمليات الصناعية، مثل أجهزة الاستشعار والمحركات والصمامات. تتصل أجهزة الحقل بشبكة WirelessHART باستخدام راديو WirelessHART.
المكررات (Repeaters): تعمل المكررات على تمديد نطاق الشبكة وتحسين الموثوقية. تستقبل المكررات البيانات من أجهزة الحقل وتعيد إرسالها إلى البوابة.
البوابة (Gateway): تعتبر البوابة نقطة الاتصال بين شبكة WirelessHART وأنظمة التحكم المركزية، مثل نظام التحكم الموزع (DCS) أو نظام التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA). تقوم البوابة بتحويل البيانات بين بروتوكول WirelessHART وبروتوكولات الاتصال المستخدمة في أنظمة التحكم.

مكونات شبكة WirelessHART
المكون	الوظيفة	أجهزة الحقل	قياس أو التحكم في العمليات الصناعية	المكررات	تمديد نطاق الشبكة وتحسين الموثوقية	البوابة	توصيل شبكة WirelessHART بأنظمة التحكم المركزية

كيف يعمل WirelessHART؟

يعتمد WirelessHART على تقنية TDMA/CA (Time Division Multiple Access/Collision Avoidance). يقوم مدير الشبكة بتخصيص فتحات زمنية لكل جهاز في الشبكة لإرسال البيانات. يضمن هذا التخصيص عدم حدوث تصادمات بين الأجهزة ويحسن الموثوقية. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم WirelessHART تقنيات مثل التحويل التلقائي للمسار لضمان توصيل البيانات حتى في حالة فشل أحد الأجهزة أو وجود تداخل لاسلكي.

1. تجميع البيانات: تقوم أجهزة الحقل بجمع البيانات من العمليات الصناعية. 2. الإرسال: ترسل أجهزة الحقل البيانات إلى أقرب مكرر أو إلى البوابة مباشرة، وفقاً للفتحة الزمنية المخصصة لها. 3. التحويل: تستقبل المكررات البيانات وتعيد إرسالها إلى البوابة. 4. التجميع: تجمع البوابة البيانات من جميع الأجهزة وترسلها إلى أنظمة التحكم المركزية.

مزايا WirelessHART

يوفر WirelessHART العديد من المزايا مقارنة بتقنيات الاتصال السلكية واللاسلكية الأخرى:

تكاليف تركيب أقل: يلغي WirelessHART الحاجة إلى كابلات سلكية، مما يقلل من تكاليف التركيب والوقت اللازم للتركيب.
مرونة أكبر: يمكن تركيب أجهزة WirelessHART بسهولة في مواقع يصعب الوصول إليها أو حيث يكون تركيب الكابلات غير عملي.
قابلية التوسع: يمكن توسيع شبكة WirelessHART بسهولة عن طريق إضافة المزيد من الأجهزة.
الموثوقية: توفر تقنيات مثل التكرار والتحويل التلقائي للمسار اتصالاً موثوقاً به.
الأمان: يوفر تشفير البيانات ومصادقة الأجهزة حماية للبيانات الحساسة.
التوافق: يتوافق WirelessHART مع الأجهزة التي تدعم HART.

تطبيقات WirelessHART

يستخدم WirelessHART في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك:

مراقبة العمليات: مراقبة درجة الحرارة والضغط والتدفق ومستويات السوائل.
التحكم في العمليات: التحكم في المحركات والصمامات والمضخات.
الصيانة التنبؤية: مراقبة حالة الأجهزة وتحديد المشكلات المحتملة قبل حدوثها.
إدارة الأصول: تتبع موقع وحالة الأصول الصناعية.
السلامة: مراقبة أنظمة السلامة والكشف عن الحوادث.

مقارنة WirelessHART بتقنيات لاسلكية أخرى

هناك العديد من التقنيات اللاسلكية الأخرى المستخدمة في الصناعة، مثل Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee. ومع ذلك، يتميز WirelessHART بعدة جوانب رئيسية:

الموثوقية: WirelessHART أكثر موثوقية من Wi-Fi و Bluetooth في البيئات الصناعية الصعبة.
الأمان: يوفر WirelessHART مستوى أعلى من الأمان مقارنة بـ Wi-Fi و Bluetooth.
كفاءة الطاقة: تم تصميم أجهزة WirelessHART لتعمل لفترات طويلة باستخدام البطاريات، بينما تستهلك أجهزة Wi-Fi و Bluetooth طاقة أكبر.
التوافق: WirelessHART متوافق مع الأجهزة التي تدعم HART، بينما لا يدعم Wi-Fi و Bluetooth هذا البروتوكول.

مقارنة بين WirelessHART وتقنيات لاسلكية أخرى
التقنية	الموثوقية	الأمان	كفاءة الطاقة	التوافق مع HART	WirelessHART	عالي	عالي	عالي	نعم	Wi-Fi	متوسط	متوسط	منخفض	لا	Bluetooth	متوسط	متوسط	منخفض	لا	Zigbee	متوسط	متوسط	متوسط	لا

التحديات والاعتبارات

على الرغم من مزاياه، إلا أن WirelessHART يواجه بعض التحديات والاعتبارات:

التداخل اللاسلكي: يمكن أن يتسبب التداخل اللاسلكي في فقدان البيانات أو انقطاع الاتصال. يجب إجراء مسح للموقع لتحديد مصادر التداخل واتخاذ التدابير اللازمة للتخفيف من تأثيرها.
نطاق الشبكة: يمكن أن يكون نطاق شبكة WirelessHART محدوداً، خاصة في البيئات التي تحتوي على عوائق. يمكن استخدام المكررات لتمديد نطاق الشبكة.
الأمان: على الرغم من أن WirelessHART يوفر مستوى عالٍ من الأمان، إلا أنه من المهم اتخاذ تدابير أمنية إضافية لحماية الشبكة من الهجمات الإلكترونية.
التكلفة: يمكن أن تكون تكلفة أجهزة WirelessHART أعلى من تكلفة الأجهزة السلكية.

مستقبل WirelessHART

يتطور WirelessHART باستمرار مع ظهور تقنيات جديدة. تشمل الاتجاهات المستقبلية:

التكامل مع إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT): تكامل WirelessHART مع IIoT لتمكين مراقبة وتحكم أكثر ذكاءً في العمليات الصناعية.
التحليلات المتقدمة: استخدام التحليلات المتقدمة لمعالجة البيانات التي تم جمعها من شبكة WirelessHART لتحسين الأداء وتقليل التكاليف.
الأمن المعزز: تطوير تقنيات أمان جديدة لحماية شبكات WirelessHART من الهجمات الإلكترونية المتطورة.

روابط ذات صلة

```

ابدأ التداول الآن

سجّل في IQ Option (الحد الأدنى للإيداع 10 دولار) افتح حساباً في Pocket Option (الحد الأدنى للإيداع 5 دولار)

انضم إلى مجتمعنا

اشترك في قناة Telegram الخاصة بنا @strategybin لتصلك: ✓ إشارات تداول يومية ✓ تحليلات استراتيجية حصرية ✓ تنبيهات اتجاهات السوق ✓ مواد تعليمية للمبتدئين