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Industrielle Automation 5/2018

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Industrielle Automation 5/2018

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Brückenschlag vom Funksensor zum IT-System Sensor Bridge als neue Komponente eines Funknetzwerks Andreas Schenk ist Produktmanager Wireless bei der steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG in Löhne Mit einem Funknetzwerk kann der Maschinen- und Anlagenbauer auf einfache Weise auch komplexe Aufgabenstellungen der Sensor-Aktor- Kommunikation lösen. Wir stellen Ihnen die neue Generation eines Funknetzwerkes vor, die sich mit der „Sensor Bridge“ als Treibersoftware direkt in die übergeordnete IT-Infrastruktur einbinden lässt. Kommunikation ist das „Backbone“ der Produktion, die nach den Grundsätzen von Industrie 4.0 gestaltet ist. Schon die große Anzahl der Geräte, die in die Kommunikation eingebunden werden, spricht für den Einsatz von Funktechnik. Hier haben sich Technologien etabliert, die für definierte Anwendungsbereiche entwickelt wurden – zum Beispiel für die kabellose Anbindung von elektromechanischen Schaltgeräten und Sensoren. In diesem Bereich der Sensor- Aktor-Kommunikation wiederum gibt es unterschiedliche Anforderungen und entsprechend verschiedene Funktechnologien. Sie unterscheiden sich u. a. im Hinblick auf die Betriebsart (mit/ohne Quittierung, uni-/ bidirektional), die Anzahl der Übertragungskanäle, die Redundanz, die Aufwachzeit und die Reichweite. Eine Besonderheit sind energieautarke Funkschalt geräte. Sie erzeugen die Energie, die sie zur Übertragung der Funksignale benötigen, aus der Umgebung und kommen deshalb ohne Batterien und ohne externe Strom versorgung aus. Die verschiedenen Funktechnologien lassen sich im Baukastenprinzip mit diversen Bauarten von Schaltgeräten, Sensoren und Befehlsgeräten kombinieren. Zur Auswahl stehen u. a. Positionsschalter, Fußschalter, Magnet- und Induktivsensoren sowie Befehlsgeräte und Andon-Taster. Auch auf der Empfängerseite gibt es diverse Optionen, zum Beispiel Empfangseinheiten für mehrere Schaltgeräte sowie unterschiedliche Antennen. Netzwerk für Funkschaltgeräte Je mehr dieser Geräte im Einsatz sind, desto höher ist die Anzahl der benötigten Empfangseinheiten. Entsprechend steigen die Kosten und der Platzbedarf im Schalt- 01 Funknetzwerke ermöglichen die Einbindung zahlreicher Funkschaltgeräte in ein IT-System 36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2018

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION schrank – Faktoren, die sich durch die Nutzung von Mehrfach-Empfängern nur bedingt kompensieren lassen. Deshalb entstand bei den Anwendern der Wunsch nach einer Vereinfachung der Funk-Infrastruktur bei größeren Anlagen z. B. der Intralogistik. Dieser Wunsch bezog sich nicht nur auf die Anzahl der Einfangseinheiten, d. h. auf die Feldebene, sondern auch auf die möglichst flexible Integration der Funkschaltgeräte und -sensoren in die Gesamtanlagensteuerung, dass heißt in LVS-, BDE, MES- oder ERP-Systeme. Diese Anforderung erfüllt das von Steute entwickelte Funknetzwerk sWave.Net. Access Points, die ähnlich wie Router im Sendebereich installiert werden, empfangen die Signale der einzelnen Schaltgeräte und geben sie an die IT-Infrastruktur des Anwenders weiter. Dabei wird ein stabiles und dennoch energiearmes Funkprotokoll im universell nutzbaren SRD-MHz-Band genutzt. So können größere Mengen an Funkschaltgeräten (bis zu 100 pro Access Point) mit überschaubarem Aufwand und vertretbaren Kosten in übergeordnete Informationssysteme eingebunden werden. Dabei wird eine hohe Übertragungssicherheit gewährleistet, weil die Feldgeräte automatisch einen anderen Access Point adressieren, wenn die Übertragung an den ersten Access Point fehlgeschlagen ist. Sensor Bridge als zentrale Kommunikationsschnittstelle Die erste Ausprägung des sWave.Net-Funknetzwerks, das Steute vor rund zwei Jahren erstmals vorstellte, erforderte noch eine individuelle Anpassung der Schnittstelle zum übergeordneten IT-System. Bei der neuesten Generation ist das nicht mehr nötig. Als zentrale Kommunikationsschnittstelle dient nun eine Sensor Bridge. Diese Treibersoftware verwaltet das komplette Funksystem und verbindet die höheren Dienste und Applikationen mit der darunterliegenden Funkinfrastruktur. Die Sensor Bridge verarbeitet sämtliche Nachrichten, die drahtlos von den Sensoren empfangen wurden und leitet sie an die dafür registrierten Anwendungen weiter. Dabei agiert sie auch als „Übersetzerin“ zwischen verschiedenen Protokollen sowie als Verwaltungsebene des sWave.Net- Funknetzwerks – und schließt die Lücke zwischen den hohen Sicherheitsanforderungen in der Fertigung und der vernetzten Welt der digitalen Dienste. Zugleich bietet diese Architektur den Vorteil, dass die Anwendersoftware keinerlei Verwaltungsaufgaben im sWave.NET-System übernehmen muss. Viele Integrationsmöglichkeiten Dank der universellen Konnektivität kann diese Version des Funknetzwerks als „Out of the box“-Lösung in nahezu jede beliebige Produktionsumgebung integriert werden. Es gibt bereits eine große Anzahl an Kommunikationsprotokollen zu ERP und Lagerverwaltungssystemen, weitere befinden sich in Vorbereitung. Sie gewährleistet die Flexibilität, die in zentralen Anwendungsbereichen wichtig ist: Über ein „Dashboard“ können Änderungen in der Infrastruktur vorgenommen und z. B. weitere Sensoren ins vorhandene Funknetzwerk integriert werden. Zu den bisher realisierten Anwendungen 02 Der neue Funksensor wurde unter anderem für E-Kanban-Systeme entwickelt gehören z. B. die Nachschubsteuerung im Kommissionierbahnhof eines großen deutschen Küchenherstellers und die Einbindung mobiler Kanban-Systeme in die Materialflusssteuerung. Für diesen und ähnliche Einsatzfälle hat Steute einen Funksensor entwickelt, der sich werkzeuglos an den Regalsystemen führender Anbieter montieren lässt. Zudem setzen Hersteller von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) Funkschaltgeräte und -sensoren ein, die über das sWave.Net-Netzwerk kommunizieren. Ein Sensor registriert über eine Wippe, wenn beispielsweise ein Behälter aus dem Kanban-Regal entnommen wurde, und gibt ein Funksignal an die Steuerung, die Nachschub ordert. Aus Sicht von Steute werden sich solche funkgestützten Lösungen auch über die Intralogistik hinaus zunehmend in der Produktion durchsetzen – als universelle Schnittstelle zur Anbindung von Schaltgeräten, Sensoren sowie von Bedien- und Befehlsgeräten in Kommunikationsnetzwerke für die digitale Produktion. www.steute.de NeuerDatenlogger für High-Speed-Aufzeichnungen: MSR175 überwacht Schock und Temperatur Schocküberwachung ±15 g/±100 g • Speicherkapazität über 2 Mio. Messwerte • bis zu 5’000 Messungen/s Temp.-, Feuchte-, Druck-, Lichtsensoren • MSR ShockViewer Software zur Analyse von Stossbelastungen Kontaktieren Sie uns, wir beraten Sie gerne. MSR Electronics GmbH |www.msr.ch

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