Eine Begleiterscheinung von neuen Kommunikationsstandards in der Industrie ist die Tatsache, dass auch Experten den zugehörigen Komponenten ihre Funktion nicht unbedingt ansehen.

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Schaltgerät und IT Netzwerk statt Punkt-zu-Punkt

06.11.2016

Ein Hersteller hat ein neues kleines Schwarzes entwickelt. Es handelt sich hier jedoch nicht um Kleidung, sondern um eine durchgängige funkgestützte Lösung für die Kommunikation von Funk-Schaltgeräten mit übergeordneten IT-Systemen. Auf der SPS IPC Drives wird die neueste Version des Systems vorgestellt – mit neuen Schaltgeräten, neuen Access Points und weiteren Verbesserungen.

Eine Begleiterscheinung von neuen Kommunikationsstandards in der Industrie ist die Tatsache, dass auch Experten den zugehörigen Komponenten ihre Funktion nicht unbedingt ansehen. Deutlich wird das bei der Black Box, die Steute auf der Messe vorstellen wird: ein kompaktes schwarzes Gehäuse mit Netzwerkanschluss und Antennenmodul. Dabei handelt es sich um eine ganz zentrale Systemkomponente des Funksystems sWave.NET, mit dem der Hersteller ein intelligentes Funknetzwerk für die Industrie entwickelt hat. Das System löst die bisher übliche Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Schaltgerät und Auswerteeinheit durch eine netzwerkartige Struktur ab.

Funken im Netz

Die Vorteile einer solchen Struktur liegen auf der Hand. Sobald eine größere Anzahl von Funkschaltgeräten zum Einsatz kommen soll, wird die Installation vieler Auswerteeinheiten aufwändig, und für eine Integration dieser Feldebene in höhere Ebenen der Unternehmens-IT benötigt man weitere Komponenten.

Deshalb entwickelte Steute zunächst kunden- und anwendungsspezifische Netzwerklösungen auf proprietärer Basis. Dazu gehören mehrere Wireless-Kanban-Systeme zur Teileversorgung an Montagearbeitsplätzen sowie eine Materialflusssteuerung im Warenausgang eines Küchenherstellers. Diese Anwendungen erforderten eine individuelle Software-Anpassung für die Schnittstelle von Funkschaltgeräten und übergeordneten ERP- oder LVS-Systemen.

Erst Infrastruktur dann Standardisierung

Um aus Kundensicht eine weitere Vereinfachung zu erreichen, hat der Hersteller im darauffolgenden Schritt eine Standardisierung erreicht und über einen Applikationsserver eine Kopplung zwischen den Funkschaltgeräten und der übergeordneten IT-Ebene ermöglicht. Damit war eine direkte Verbindung zwischen der Feldebene und – zum Beispiel – dem ERP-System des Anwenders gegeben, bei Bedarf auch per Webservices an standortübergreifende IT-Systeme oder in die Cloud. Das war die Geburtsstunde von sWave.NET. Auch auf der reinen Feldebene musste eine neue, und zwar eine netzwerkartige Struktur geschaffen werden. Anstatt der kabellosen Punkt-zu-Punkt-Verbindung werden im Gebäude Access Points installiert. Sie empfangen die Signale der Funkschaltgeräte, bündeln sie und senden sie beispielsweise per Ethernet oder WiFi an einen oder mehrere Applikationsserver.

Übertragungssicherheit und Flexibilität

Damit wurde nicht nur eine schlankere Infrastruktur geschaffen, sondern auch ein höheres Niveau an Übertragungssicherheit. Denn jeder Access Point kann die Signale von rund hundert Funkschaltern empfangen. Wenn der nächstgelegene Access Point nicht empfangsbereit ist, wird das im Netzwerk registriert und der Schalter adressiert selbsttätig einen anderen Access Point. Auf der SPS IPC Drives wird Steute – und hier schließt sich der Kreis zur Black Box – die zweite Generation der Access Points für sWave.NET vorstellen. Sie ist schon auf den ersten Blick als Neuheit erkennbar, weil sie deutlich kompakter ist als das Vorgängermodell. Das schafft auch die Voraussetzung für eine einfache Montage per Magnethalter oder Schrauben.

Spektrum an Funkschaltgeräten

Trotz der kompakteren Bauform bieten die neuen Access Points aber zusätzliche Funktionen und Komfortmerkmale. So ist die Leistungsaufnahme geringer, ein WLAN-Adapter wurde ins Gehäuse integriert, und die Eingangsspannung ist jetzt von 12 bis 24 V DC variabel. Externe Antennen ermöglichen die bestmögliche Anpassung der Funktechnik an die Umgebung. Zudem sind die Access Points für die sWave-Frequenzen 868, 915 und 922 kHz lieferbar – entsprechend den Funkstandards in Europa, Nordamerika, Australien und Japan. Dabei kann der Anwender auf den Applikationsserver verzichten, da die Funksignale direkt von den Access Points an die kundenseitige IT-Infrastruktur versandt werden. Auch was die Integration der Funkschaltgeräte betrifft, sind die Access Points sehr vielseitig: Alle batteriebetriebenen Funkschalter und -sensoren sowie die Funkbefehlsgeräte des Wireless-Programms können über sie in das Funknetzwerk integriert werden.

Das Funknetzwerk sWave.NET wird die bestehenden Funklösungen von Steute nicht etwa ablösen, sondern ergänzen. Denn bei einer geringen Anzahl von Funkschaltgeräten ist es technisch und wirtschaftlich sinnvoll, die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen einzusetzen. Außerdem hat das Unternehmen Funklösungen für besondere Umgebungsbedingungen und Anforderungen entwickelt. Dazu gehören Wireless-Ex-Schaltgeräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen und der sWave-safe-Standard für sicherheitsgerichtete Anwendungen. Er wird zum Beispiel eingesetzt, um einen sicheren Einrichtbetrieb von Pressen und anderen Anlagen der Umformtechnik zu gewährleisten.

Eine wichtige Rolle werden auch weiterhin die energieautarken Funkschaltgeräte mit Energy-Harvesting-Funktion spielen, die ohne Batterie auskommen. Hier erzeugt ein elektrodynamischer Energiegenerator die Energie, die zum Übertragen des Funksignals nötig ist.

Bildergalerie

  • Auf der SPS IPC Drives wird die neue Generation der Access Points für das sWave.NET-Netzwerk vorgestellt.

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  • Kabellos im Netzwerk: Beispiel für eine Installation im Versandzentrum eines namhaften Küchenherstellers.

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  • Zu den ersten Anwendungsbeispielen für eine Funk-Netzwerklösung gehörte ein E-Kanban-System für die automatische Nachschubversorgung von Montage-Arbeitsplätzen.

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