Wireless AutomatisierenMöglichkeiten und Grenzen
Dipl. Ing.Jürgen Weczerek
Herzlich Willkommen
Warum Wireless?
Signalübertragung über Kabel istKostengünstigSicherZuverlässig
Vorteile der Wireless-Technologie?
Mobilität und Bewegungsfreiheit der Teilnehmer
Kein Verschleiß des Übertragungsmediums
Überbrückung großer Distanzen oder problematischer Bereiche
Schnelle und einfache Installation und Inbetriebnahme
Schwieriges Gelände erschließen
Ausgedehnte Anlagen erfassenWartungskosten eliminieren
Hindernisse überwinden
Kabelersatz über große Distanzen
Kommunikation mit mobilen oderbewegten Geräten
Kennzeichen: • hohe Installationskosten
• verschleißanfällige Übertragung
• wartungsintensivHochflexible Kabel Datenlichtschranken
Schleppkabel
SchleifleitungenDrehübertrager
Welche Funktechnologie für industrielle Anwendungen?
WLAN 802.11
Bluetooth
WiMedia
DECT
Trusted Wireless
UWB – Ultrawide Band
Wireless-USB
embernet ZigBee
nanoNet
Z-Net
WiMax
Trusted Wireless
Die Funktechnologien im Überblick
*Die Reichweite kann deutlich über- oder unterschritten werden und ist abhängig von der Umgebung, Antennentechnik und dem eingesetzten Produkt.
WLAN Bluetooth Trusted Wireless
Datenrate Mbit/s (Brutto/netto) 54 / 25 1 / 0,7 ~0,1
Typische Reichweite im Freifeld* 200m 200m 3.000m
Zuverlässigkeit gut sehr gut sehr gut
Mobilität im Netzwerk ja, automatisch ja, mit Einschränkung nein
Lokale Systemdichte 3 >>50 hunderte
Funkteilnehmer im Netzwerk >>256 7 bis zu 255
Störung von benachbarten WLAN Systemen
ja, wenn Kanäle überlappen
Nein, ab Version 1.2
Nein, Kanal 5 freigehalten
Frequenzband 2,4 GHz ISM-Band, Lizenzfrei, Weltweit nutzbar
Anforderungen an Wireless Lösungen
Zuverlässig(er)
wie ein Kabel
Maschinen- und Anlagenbau
Prozesstechnik und Wasserwirtschaft
Störungsfreie KommunikationFrequenzbereiche von Industriegeräten
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1.000
10.000MHz
Lich
tbog
en-
schw
eiße
n
Punk
t-sc
hwei
ßen
RFI
D
Scha
lt-ne
tzge
räte
Scha
ltger
äte
Rel
ais An
trieb
e
Nduk
tions
-He
izun
gen
Freq
uenz
-um
richt
er
Grundfrequenz
Harmonische
2,4 GHz ISM
Tests in der Praxis DC Sindelfingen im Rohbau
Basisstation
Schweißzange
Wireless-IO
Wireless-IO auf der Schweißzange
Hohe Störfestigkeit durchFrequenzsprungverfahren
Kan
äle
Zeit
FHSS - Frequenze Hopping Spread Spectrum
1Information
1
22
3 34
4
5
Kanä
le
Zeit
5
Störunterdrückung durch direkte Frequenzspreizung
Frequenz
Sign
alst
ärke
2,4 – 2,4835 GHz Frequenz
Sign
alst
ärke
Sender EmpfängerÜbertragungsstrecke
Nutzsignal NutzsignalStörsignal
Kan
äle
Zeit
22M
Hz
Koexistenz von WLAN und BluetoothFünf Bluetooth-IO Systeme und ein WLAN
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 20
BT1BT2BT3BT4BT5
Wireless in der Automatisierung
Wireless Technologie Positionierung16 Bit In / Out alle 5 ms
16 Bit x 2 x 1/0,005 = 19,2 kBit/s netto
Wireless Technologie Positionierung
WLAN
WLAN für die Integration ins Anlagennetzwerk
Bluetooth für die Integration lokaler Peripherie
Wireless Lösungen
Wireless I/O für den schnellen Transport zyklischer Steuer- und Prozess-Signale
Wireless-Serial
Wireless Ethernet
Rad-line IO für die Signalübertragung über große Distanzen
Unidirektionales System- 1 Analogsignal (4 .. 20 mA)- 2 Digitalsignale
Bidirektionales System- 1 Analogsignal (4 .. 20 mA)- 2 Digitalsignale- Integrierter Busfuß für schnelle
und einfache Erweiterungen
Reichweite je nach Antenne 3 km und mehr. (Sichtverbindung)
-Zone 2
Trusted Wireless Anwendung:Überwachung einer entlegenen Pumpstation
Wireless MUX der drahtlose Multiplexer
Bidirektionales System für 16 digitale und 2 analoge (0..10V oder 0..20mA) SignaleBetriebsfertige Sets
AuspackenAnschließenEinschaltenLäuft!
Reichweiten:20..50m Office / Gebäude
>100m offene Hallen>200m freies Feld (OMNI)>400m freies Feld (PANEL)
+24V DC
Typ. < 10ms
Reichweitenmessung mit BluetoothMaximale Reichweite am Grenzbereich (Signallaufzeit)
1.49
0 m1.
490 m
740
m74
0 m
870
m87
0 m
1 .43
0 m
1 .43
0 m
�
�
�
�
�
1.490m
200m
Wireless-MUX ApplikationKanalreinigungsfahrzeuge
ABB Bagger
Fieldline Modular Bluetoothfür die drahtlose Feldbus-Erweiterung
Fieldline Modular Bluetootheinfache Konfiguration mittels ID-Plug
Fieldline Modular Station
Wireless I/O Base Station
Ethernet, Interbus, Profibus, DeviceNet
Fieldline Modular BluetoothApplikationsbeispiel automaischePackstation
Ersatz des Datenkabels in drei Schleppleitungen das immer wieder gewechselt werden mussteKostenvorteil Wireless gesamt ca. 2.200 €
für RS 232 / RS 422 / RS 485Übertragungsrate bis 187,5 kBit/sSkalierbare Sendeleistung
- 1 .. 100 mW, - Reichweite bis 150 m
Einfache Diagnose- Bargraf für Signalstärke
RAD-Line Serial, für die drahtlose Übertragung serieller Signale
RAD-Line SerialEinsatzmöglichkeiten
Drahtlose Netzwerke für RS 232, RS 422, RS 485
) ) )
(
( (
) ) )
( ( (
) ) )
(
( (
Wireless Ethernet
Über WLAN 802.11 und Bluetooth können Ethernet Layer 2 Protokolle wie IP, IPX, Modbus, Ethernet-IPoder Profinet transparent und preiswert Übertragungwerden
Vergleich: Kabel vs. Wireless
100 MBit/svollduplexswitched medium
Max. 25MBit/s (netto)halbduplexshared medium
Wired Wireless
Wireless PROFINET IOüber WLAN oder Bluetooth
802.11b/gAccessPoint
Client802.11b/g
Bluetooth AccessPointBluetooth AccessPoint(PAN/LAN/SPP/(HID?)(PAN/LAN/SPP/(HID?)
WLAN
�Access-Points und -Clients
�Robust und industrietauglich
� IEEE 802.11
�Sicherheit nach 802.11i
�Web-based-Management
Factory Line WLAN für Datenratenbis 54 Mbit/s
Wireless LAN Produkte
Interbus
Kanal 1
Kanal 7
Dual Access Point
Access Point
Client Adapter
Wireless Backbone
Wireless LAN Applikationen Mobiles Bediehnen, Beobachten und Datenerfassen
Viele Terminals im NetzwerkGroßflächige Anlagen mit mehreren NetzwerksegmenteHoher Datendurchsatz gefordertNahtlose Integration ins IT-Umfeld
Wireless LAN Applikationen Mobile und spurgeführte Transportsysteme
Viele Teilnehmer im Netzwerk z.B. EHB‘sGroßflächige Anlagen mit mehreren Netzwerk-segmenteHoher Datendurchsatz gefordert
Factoryline Bluetooth AP
PANPANLANLAN
Ethernet
PANPAN
SerialSerial
SPPSPP
V.24 (RS-232)
Automatische SelbstkonfigurationBei Nutzung als Wireless Ethernet Bridge
3... Auspacken2... Anschließen1... Einschalten
(Einige Sekunden warten)
... läuft
3... Auspacken2... Anschließen1... Einschalten
(Einige Sekunden warten)
... läuft
Interbus
Automatische Selbstkonfiguration Bei Nutzung als Wireless Ethernet Bridge
Delay für 80 Byte Profinet-Frame< 25 ms (RTT) - Hin & Zurück
GZP EngineeringPalettenlager in Holland
Kühllager in NLProfinet Kommunikation über Bluetooth
Shuttle
SSI-Signale
IB IL SSIIB IL SSI
Laser-ScannerPositioniersystem
ZentralerSchaltschrank
Kühllager in NLProfinet Kommunikation über Bluetooth
Powerrail-Bluetooth-SystemKnight-Europe
Powerrail-Kommunikationüber Bluetooth
Powerrailsystem von Knight-Europe
Fazit
Die Wireless-Technologien sind vorhandenProdukte zur Realisieren von Lösungen sind vorhandenAnwendungen, die durch Wireless profitieren, gibt es reichlich
Top Related