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Basistechnologien

Ähnlich wie bei Industrial Ethernet und den Feldbussen zeichnet sich im industriellen Umfeld auch ein Nebeneinander verschiedener Funk-Basistechnologien ab. Für die Funkübertragung kommen Bluetooth, Wlan und Zigbee in Betracht. Aufbauend auf diesen Basistechnologien werden die spezifischen Industrial-Ethernet-Protokolle wie Profinet, EtherNet/IP oder Modbus-TCP aufgesetzt.

Anwendungsbereiche der Funknetzwerke

Die Funkübertragung bindet mobile Teilnehmer flexibel und kostengünstig in Industrienetzwerke ein. Dies gilt beispielsweise für Transportsysteme wie automatische Hubwagen oder Lagerroboter. Mit geeigneten Antennen lassen sich Reichweiten von über 15 km erzielen. In den USA werden drahtlose Datenverbindungen in ausgedehnten Anlagen bereits erfolgreich eingesetzt, beispielsweise zur kostengünstigen Meldung der Füllhöhe von Tanks.


W-LAN (IEE 802.11)

Wireless-LAN erscheint wegen der hohen Affinität zum kabelbasierten Ethernet als ideale Ergänzung zu den Industrial-Ethernet-Netzwerken. Es wird gleichsam zum Kabelersatz für mobile Anwendungen wie fahrerlose Transportsysteme oder für die Datenerfassung im Lagerbereich. W-LAN eignet sich auch zur Übertragung von Mess- und Steuerungsdaten, denn die große Stärke liegt in der hohen Datenrate. Diese liegt aktuell bei 54 Mbit/s und soll zukünftig bis auf 600 Mbit/s gesteigert werden. Aber nicht nur hohe Datenraten sprechen für den industriellen Einsatz von W-LAN, sondern auch die Reichweite dieser Funkverbindung.

Bluetooth (IEE 802.15.2)

Bluetooth hingegen kommt vor allem dann zum Zuge, wenn wenige Teilnehmer mit niedrigen Übertragungsraten über einige Meter hinweg miteinander kommunizieren sollen, etwa beim Konfigurieren oder Parametrieren einer Anlage über ein mobiles Handheld-Terminal. Da bei Bluetooth kaum Konfigurationsaufwand besteht, wird diese Technologie auch in Wireless-Sensor-Netzwerken verwendet. Im Gegensatz zu Wireless-LAN lässt sich mit Bluetooth jedoch kein Netzwerk zwischen den Knoten aufbauen.

ZigBee

ZigBee ist für den Einsatz in Geräten mit eingeschränkter Energieversorgung (Batterie) konzipiert und wird heute vorwiegend in der Gebäudeautomatisierung eingesetzt. Es ist offensichtlich, dass sich bei der Steuerung von Jalousiemotoren oder von Dimmern einer Beleuchtung die Datenmengen in Grenzen halten und auch nur selten eine Datenübertragung stattfindet. Drahtlose Schalter sollten auch wirklich drahtlos sein, also keinen Anschluss an eine Betriebsspannung benötigen. Diesen Anforderungen trägt die ZigBee-Alliance Rechnung. Der Energiebedarf eines drahtlosen Schalters mit dieser Technologie ist derart niedrig, dass er seine Energie aus der mechanischen Schalterbetätigung beziehen kann. Hier liegt ein immenses Einsparungspotenzial bei der Hausverkabelung. Die Vorteile der energiearmen ZigBee-Technologie kommen in der Gebäudeautomatisierung voll zum Tragen. In der industriellen Automatisierungstechnik überwiegt eher der Nachteil eines geringen Datendurchsatzes.

Realisierungsaspekte

Ein einheitlicher Standard ist bei Industrial Wireless (ebenso wie bei den Feldbussen und Industrial Ethernet) nicht in Sicht. Vielmehr zeichnet sich ein Nebeneinander verschiedener Technologien ab. Hersteller von Automatisierungsgeräten sind daher gut beraten, wenn sie eine flexiblen und modularen Ansatz für die Realisierung der Kommunikationsschnittstelle wählen.

Anybus-CC für BluetoothDiesen Anforderungen werden z.B. die Anybus-Kommunikationsmodule von HMS Industrial Networks gerecht. Anybus-Module stehen für alle wichtigen Feldbusse und Industrial-Ethernet-Systeme zur Verfügung. Im Industrial-Wireless-Bereich unterstützt HMS heute bereits Bluetooth. Funktionskompatible Bluethooth-Module sind in Vorbereitung. Die Kommunikationsmodule Anybus-CC sind im CompactFlash-Format aufgebaut. Sie beinhalten einen eigenen Mikroprozessor der das gesamte Protokoll des jeweiligen Netzwerkes eigenständig abwickelt. Netzwerkseitig verhalten sich die Module gemäß den Festlegungen des jeweiligen Kommunikationsstandards. Geräteseitig haben die Module eine einheitliche Hard- und Software-Schnittstelle, so dass die Ankopplung des Automatisierungsgerätes an unterschiedliche industrielle Netzwerke sich durch einen einfachen Wechsel des Kommunikationsmoduls erreichen lässt.

Fazit

Bluetooth ist einfach zu konfigurieren und läuft über kurze Entfernungen durchaus stabil. ZigBee wird seine Berechtigung im Low-Power-Bereich haben. Sobald allerdings Sicherheit und größere Distanzen erforderlich sind, erscheint W-LAN vorteilhaft.


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