FAQ zum Thema HMI. Einbaurichtlinien der Transponder für das Mobile Panel 277 IWLAN und das Mobile Panel 277F IWLAN FAQ

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1 FAQ zum Thema HMI Einbaurichtlinien der Transponder für das Mobile Panel 277 IWLAN und das Mobile Panel 277F IWLAN FAQ

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... 2 Frage... 2 Welche Einbaurichtlinien sind bei den Transpondern für das Mobile Panel 277 IWLAN und das Mobile Panel 277F IWLAN zu beachten?2 Antwort Einbaurichtlinien Zonen in Abhängigkeit von Transponder und Panel Beeinflussung der Zone durch Metall Metallische Gegenstände im Nahfeld der Transponder und der Mobile Panels Metallische Gegenstände im Ausbreitungsfeld der Transponder und der Mobile Panels Beeinflussung der Zone durch nichtmetallische Stoffe bzw. Gegenstände Störer und Nutzer im 2,45 GHz-Bereich Benutzer- und Montagehinweise Vorgehensweise bei Signalauslöschung innerhalb der Zone Positionswechsel Änderungen der Ausrichtung des Mobile Panels (Visierlinie) Änderung der Montagehöhe oder des Montageplatzes des Transponders Hinzufügen eines zweiten Transponders, der die selbe Zone definiert Fehlmessung innerhalb der Zone Ermittlung von Funklöchern und Störsignalen Historie Frage Dieser Beitrag stammt aus dem Internet der Siemens AG, Automation and Drives, Service & Support. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments. Welche Einbaurichtlinien sind bei den Transpondern für das Mobile Panel 277 IWLAN und das Mobile Panel 277F IWLAN zu beachten? Antwort Folgen Sie zur umfassenden Beantwortung dieser Frage den in diesem Dokument aufgeführten Handlungsanweisungen und Hinweisen. V /13

3 1 Einbaurichtlinien Die Transponder und das Mobile Panel 277 IWLAN sowie das Mobile Panel 277F IWLAN kommunizieren per Funk ausschließlich im 2,45 GHz-Bereich. Dies ist unabhängig vom verwendeten WLAN Standard (z.b. IEEE h / 5GHz) zwischen dem Bediengerät und dem Access Point. Bei der Verwendung von Transpondern dürfen für die Kommunikation die WLAN Standards (z.b. IEEE b/g), die sich im 2,4 GHz-Bereich befinden, nicht verwendet werden. Damit eine störungsfreie Kommunikation gegeben ist, dürfen Stoffe, die Hochfrequenz-Strahlung abschirmen oder absorbieren, nicht oder nur unter gewissen Bedingungen im Hochfrequenz-Feld vorhanden sein. Damit die in der Betriebsanleitung des Mobile Panel 277 IWLAN und Mobile Panel 277F IWLAN beschriebenen Felddaten ihre Gültigkeit haben, sind bei der Projektierung und beim Einbau einige Punkte zu beachten: Mindestabstand von zwei benachbarten Mobile Panels IWLAN von 10m Die Transponder dürfen auch direkt auf Metall montiert werden Die Transponder dürfen nicht in Vertiefungen montiert werden Die Transponder sollten mit einen Mindestabstand von 1,2 m zum Boden bzw. der Decke angebracht werden Beeinflussung der Zonen bzw. Wirkbereiche durch Metall Beeinflussung der Zonen bzw. Wirkbereiche durch nicht metallische Stoffe bzw. Gegenstände Störer und Nutzer im 2,45 GHz-Bereich In den folgenden Kapiteln wird auf die Zonen in Abhängigkeit der Zuordnung von Transponder und Panel, die Beeinflussung der Zonen und die Beeinflussung von Störern und Nutzern im 2,45 GHz-Bereich eingegangen. Als Abstandsmessung wird ausschließlich die Kommunikation zwischen dem Mobile Panel und dem Transponder bezeichnet und nicht die Kommunikation zwischen Mobile Panel und Access Point. V /13

4 1.1 Zonen in Abhängigkeit von Transponder und Panel Die Zone ist der Bereich, in dem die Kommunikation zwischen dem Transponder und dem Mobile Panel stattfinden muss. Die Zone wird bestimmt durch: die Abstrahlcharakteristik der Transponder die Abstrahlcharakteristik des Panels die mechanische Anordnung der Transponder und des Panels zueinander die parametrierte Reichweite der Zone. Diese Abhängigkeiten gelten analog auch für die Wirkbereiche. Tabelle 1-1 Sende- und Empfangsbereich Räumliche Anordnung Ergebnis Bediengerät im Sendebereich des Transponders Transponder im Empfangsbereich des Bediengeräts Erfolgreiche Abstandsmessung Bediengerät im Sendebereich des Transponders Transponder nicht im Empfangsbereich des Bediengeräts Abstandsmessung nicht möglich Bediengerät nicht im Sendebereich des Transponders Transponder im Empfangsbereich des Bediengeräts Abstandsmessung nicht möglich Legende: Transponder Bediengerät V /13

5 Eine Abstandsmessung zwischen Bediengerät und Transponder ist nur möglich, wenn sich beide Geräte jeweils im Empfangsbereich des anderen befinden. Die Tabelle (Tabelle 1-1) zeigt, wann eine Abstandsmessung erfolgreich ist. In den Bildern wird das Bediengerät als Kreis und der Transponder als Quadrat dargestellt. Die optimale Anordnung zwischen dem Bediengerät und des Transponders ist gegeben, wenn beide Antennenseiten sich räumlich zugewandt und parallel ausgerichtet sind. Abbildung 1-1 Hinweis Die Abbildung 1-1 zeigt die Abstrahlcharakteristik des Transponders. Die Anzeige des Mobile Panels ist äquivalent zum Abstand zwischen Mobile Panel und Transponder. 100% entsprechen der Hälfte der projektierten Zonengröße (Abb. 1-1). Ein seitliches Verlassen der Zone geht daher nicht mit einer Verringerung der Zonenanzeige einher. (z.b. Sprung zwischen 100% und Zone nicht erkannt [rot] ). 1.2 Beeinflussung der Zone durch Metall Metall beeinflusst die Zone je nach Anordnung oder Umgebung von ohne merkliche Beeinflussung bis hin zur völligen Verhinderung der Kommunikation bzw. Abstandsmessung. Unter Metall sind auch metallisierte Stoffe zu verstehen, die z. B. mit Metall beschichtet oder mit Metall so durchwirkt sind, dass sie keine oder nicht ausreichende Hochfrequenz-Strahlung durchlassen. Die Beeinflussung der Zone durch Metall ist unter folgenden Gesichtspunkten zu sehen: Metallische Gegenstände im Nahfeld der Transponder und der Bediengeräte Metallische Gegenstände im Ausbreitungsfeld der Transponder und der Bediengeräte V /13

6 1.2.1 Metallische Gegenstände im Nahfeld der Transponder und der Mobile Panels Das Nahfeld der Antenne ist ein Halbraum über der Antenne mit einem Radius von ca. 50 mm. In diesem Bereich dürfen sich keine metallischen Gegenstände befinden. Wenn doch metallische Gegenstände im Nahfeld sind, dann muss mit einem veränderten Antennenfeld gerechnet werden. Das kann bis zur vollständigen Abschirmung des Feldes führen. Die Transponder dürfen direkt auf Metall montiert werden. Dadurch werden keine merklichen Feldänderungen hervorgerufen. Die Transponder dürfen nicht in Metall bündig eingebaut werden. Da beim Transponder an der Vorderseite die Antenne integriert ist, ist zu beachten, dass alle metallischen Gegenstände im Nahfeld der Antenne diese beeinflussen können Metallische Gegenstände im Ausbreitungsfeld der Transponder und der Mobile Panels Wenn sich im Ausbreitungsfeld metallische oder metallisierte Körper befinden, so verändern diese, abhängig von der Größe und ihrem Abstand, das Antennenfeld und führen zu Schwankungen der Feldstärke. Metallische Oberflächen reflektieren die Wellen und können so zur Abschirmung, aber auch zur Umlenkung führen. V /13

7 1.3 Beeinflussung der Zone durch nichtmetallische Stoffe bzw. Gegenstände Auch nichtmetallische Stoffe können die Zone je nach Anordnung oder Umgebung beeinflussen, wenn sie sich im Nahfeld der Antenne oder im Ausbreitungsfeld der Transponder oder der Bediengeräte befinden. Beispiele hierfür sind: Wasser wasserhaltige oder -durchtränkte Stoffe Eis Kohlenstoff Erdreich Die Antenne ist sowohl beim Transponder als auch beim Bediengerät an der Vorderseite integriert. Deshalb ist darauf zu achten, dass alle nichtmetallischen Stoffe, die Hochfrequenz-Strahlung absorbieren und sich im Nahfeld der Antenne befinden, diese Funkverbindung beeinflussen. Das Nahfeld der Antenne ist ein Halbraum über der Antenne mit einem Radius von ca. 50 mm. In diesem Bereich dürfen sich keine nichtmetallischen Gegenstände befinden, die entsprechend Hochfrequenz-Strahlung absorbieren. Wenn das doch der Fall ist, dann muss mit einem veränderten Antennenfeld gerechnet werden. Das kann bis zur Auslöschung des Feldes führen. Wenn sich im Ausbreitungsfeld nichtmetallische Körper befinden, die Hochfrequenz-Strahlung absorbieren, so können sie, abhängig von der Größe und ihrem Abstand, das Antennenfeld verändern und bis zum Auslöschen des Feldes führen. Hinweis Das Gewebe des menschlichen Körpers wird von der Hochfrequenz- Strahlung nicht durchdrungen. Es ist deshalb darauf zu achten, dass sich beim Aufbau oder während der Kommunikation bzw. Abstandsmessung keine Person in der direkten Luftverbindung zwischen Transponder und Panel befindet. Wenn sich beim Aufbau einer Kommunikation bzw. Abstandsmessung eine Person in der direkten Luftverbindung befindet, so wird der Transponder nicht erkannt und es kommt keine Kommunikation zustande. V /13

8 1.4 Störer und Nutzer im 2,45 GHz-Bereich Im Frequenzbereich von 2,45 GHz können industrielle Störfelder vorhanden sein. Durch die Abstandsmessung zwischen Mobile Panel und Transponder können auch andere Funkkomponenten, die sich im gleichen Frequenzbereich befinden, negativ beeinträchtigt werden. Mit den folgenden Funkkomponenten kann es zur Wechselwirkung mit dem Mobile Panels kommen: SRIF (Serial Radio Interface) RFID (Radio Frequency Identification) (z.b. Moby-Systeme) WLAN (Wireless Local Area Network) Bluetooth Mikrowellenherde Wenn sich Störsignale durch andere Funkkomponenten innerhalb der Zone befinden, dann müssen spezielle Maßnahmen getroffen werden, um diese Störsignale zu eliminieren. Um diese Störsignale von anderen Funkkomponenten zu beseitigen, müssen - soweit möglich - die aufgelisteten Maßnahmen realisiert werden: Verringerung der Sendereichweite der störenden Funkkomponenten Änderung des Frequenzbereichs der störenden Funkkomponenten (z.b. Kanalwechsel bei WLAN) Ausreichend Abstand zwischen dem Mobile Panel System und den störenden Funkkomponenten Sinnvolle Abänderung der räumliche Anordnung aller relevanten Funkkomponenten, so dass ein gegenseitiges Stören ausgeschlossen ist Abschirmung der einzelnen Funkbereiche V /13

9 2 Benutzer- und Montagehinweise Die Kommunikation zwischen dem Transponder und dem Mobile Panel kann durch Reflexionen von metallischen Teilen beeinträchtigt werden. Diese Reflexionen können zur Überlagerungen von Signalen mit unterschiedlichen Laufzeiten führen, die zur Schwächung oder auch zur Auslöschung des Signals beitragen. Dieser Effekt ist normalerweise örtlich begrenzt. Das Verstellen der Antenne in diesem Bereich - manchmal sind es nur wenige Zentimeter - ist dann meist ausreichend um diesen Effekt zu eliminieren. 2.1 Vorgehensweise bei Signalauslöschung innerhalb der Zone In einer industriellen Umgebung kann es durch die in den Einbaurichtlinien beschriebenen Punkte zu einer Signalauslöschung innerhalb einer Zone kommen. Eine Signalauslöschung liegt beim Mobile Panel IWLAN vor, wenn der Wirkbereich bzw. die Zone innerhalb des Wirkbereichs bzw. der Zone nicht erkannt wird. Bleibt die Umgebung bzw. die Systemparameter unverändert, so bleiben auch die Punkte der Signalauslöschung immer an derselben Stelle. In einer industriellen Umgebung werden die Systemparameter der Übertragung zwischen Transponder und Mobile Panel durch die folgende Punkte beeinflusst: Änderung des Abstands (auch Montagehöhe) des Mobile Panels zu absorbierenden oder reflektierenden Materialien (auch Körpergröße des Benutzers) Änderung des Abstands (auch Montagehöhe) des Transponders zu absorbierenden oder reflektierenden Materialien Gegenstände innerhalb des Bereichs zwischen Mobile Panel und Transponder, wie z.b. Geräte, Werkzeuge, Maschinen Änderung der Ausrichtung des Mobile Panels (Visierlinie) Im folgenden Abschnitt werden Möglichkeiten für die Benutzer und Monteure aufgezeigt, um auch bei Signalauslöschungen innerhalb der Zone das Mobile Panel IWLAN ohne Probleme bedienen zu können: Positionswechsel Änderung der Ausrichtung des Bediengerätes (Visierlinie) Änderung der Montagehöhe oder des Montageplatzes des Transponders Hinzufügen eines zweiten Transponders, der die selbe Zone definiert V /13

10 2.1.1 Positionswechsel Bewegt sich der Benutzer frei innerhalb der Zone und betritt den Punkt einer Signalauslöschung innerhalb einer Zone, so wird ihm über das Mobile Panel signalisiert, dass er die Zone verlassen hat. Es reicht meist ein geringer Positionswechsel, wie z.b. ein Schritt vor, zurück, nach links oder nach rechts, um wieder in die Zone zurückzukehren Änderungen der Ausrichtung des Mobile Panels (Visierlinie) Die Antenne des Mobile Panels befindet sich an der Vorderseite und weist eine Richtcharakteristik, wie in der Betriebsanleitung angeführt, auf. Die optimale Anordnung wäre, wenn der Transponder und das Mobile Panel mit der Antennenseite einander zugewandt und parallel ausgerichtet sind. Hält der Benutzer das Mobile Panel horizontal und oder vertikal verdreht so kann dies dazu führen, dass der Transponder nicht erkannt wird und das Mobile Panel signalisiert, dass die Zone verlassen wurde. Es reicht meist ein geringes Verdrehen (Anvisieren des Transponders), um wieder in die Zone zurückzukehren Änderung der Montagehöhe oder des Montageplatzes des Transponders Befindet sich der Punkt der Signalauslöschung an einer Stelle, an der der Benutzer einen korrekten Empfang benötigt, so kann man nach folgendem Beispiel vorgehen: Die Signalauslöschung entsteht im nachfolgenden Beispiel durch eine Reflexion des Bodens: Abbildung 2-1 Mobile Panel Um zu verifizieren, dass die Signalauslöschung des Feldes durch die Bodenreflexion erzeugt wird (Abb. 2-1), verändert man den Abstand des Mobile Panels zum Boden. Wird dadurch der Transponder wieder erkannt, kann man durch Ändern des Abstandes des Transponders zum Boden V /13

11 einen korrekten Empfang ermöglichen. Das folgende Beispiel zeigt auf, wie man zu einem Richtwert für den Versatzabstand erhält: Abbildung 2-2 Mobile Panel Δh Höhe Panel Höhe Ist zum Beispiel beim Versatz des Mobile Panels (Abb. 2-2) in der Höhe um 20 cm (Δh) keine Signalauslöschung gegeben, so ist auch der Transponder um 20 cm (Δh) nach oben zu verschieben (Abb. 2-3). Abbildung 2-3 Mobile Panel + Δh Höhe Äquivalent dazu ist auch bei einer Signalauslöschung - bedingt durch eine seitliche Reflexion (z.b. durch eine Wand) - vorzugehen, dann aber in horizontaler Richtung. V /13

12 2.1.4 Hinzufügen eines zweiten Transponders, der die selbe Zone definiert Das Versetzen des Transponders kann dazu führen, dass die Signalauslöschung an einem anderen Punkt innerhalb der Zone entsteht. Dies kann man dadurch verhindern, indem man nicht den Transponder versetzt, sondern einen weiteren Transponder installiert. Das folgende Beispiel zeigt auf wie man zu einem Richtwert für den Abstand zwischen den beiden Transpondern erhält: Abbildung 2-4 Mobile Panel Δh Höhe Panel h Höhe Ist zum Beispiel beim Versatz des Mobile Panels (Abb. 2-4) in der Höhe um 20 cm (Δh) keine Signalauslöschung gegeben, so schafft ein zweiter Transponder im vertikalem Abstand von 20 cm (Δh) eine Abhilfe (Abb. 2-5). Durch die Montage des zweiten Transponders wird dann das Signal zum Mobile Panel in der ursprünglichen Höhe (h) nicht ausgelöscht. Abbildung 2-5 Mobile Panel Hinzugefügter + Δh Bereits montierter h Höhe Äquivalent dazu ist auch bei einer Signalauslöschung - bedingt durch eine seitliche Reflexion (z.b. durch eine Wand) - vorzugehen, dann aber in horizontaler Richtung. V /13

13 2.2 Fehlmessung innerhalb der Zone In einer industriellen Umgebung kann es durch die in den Einbaurichtlinien beschriebenen Punkte zu einer Fehlmessung innerhalb einer Zone kommen. Zu einer Fehlmessung kommt es durch die Reflexion der Hochfrequenz- Strahlung durch absorbierende oder reflektierende Stoffe innerhalb der Zone. Anstatt der direkten Distanz zwischen Transponder und Mobile Panel wird die Distanz über die Reflexion gemessen. Daher äußert sich eine Fehlmessung nur durch Werte, die über der tatsächlichen Distanz liegen. Liegt der durch die Fehlmessung gemessene Wert außerhalb der projektierten Zone, so signalisiert das Mobile Panel, dass der Benutzer die Zone verlassen hat. Dieses Verhalten tritt vor allem beim Verlassen und Betreten am äußersten Rand der Zone auf. 2.3 Ermittlung von Funklöchern und Störsignalen Die Ermittlung von Funklöchern oder Störsignalen kann innerhalb der Anlage mit dem Mobile Panel und der projektierten Zonen-Qualitätsanzeige ermittelt werden. Dabei ist es erforderlich, dass sich funktionsfähige Batterien im Transponder befinden und sich das Mobile Panel innerhalb der Reichweite des Transponders und der projektierten Zone befindet. 3 Historie Tabelle 3-1 Historie Version Datum Änderungen V Erste Ausgabe V /13