Herzlich Willkommen. Wireless Automatisieren. Möglichkeiten und Grenzen. Dipl. Ing. Jürgen Weczerek

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1 Herzlich Willkommen Wireless Automatisieren Möglichkeiten und Grenzen Dipl. Ing. Jürgen Weczerek

2 Warum Wireless? Signalübertragung über Kabel ist Kostengünstig Sicher Zuverlässig

3 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

4 Kabelersatz über große Distanzen Hindernisse überwinden Schwieriges Gelände erschließen Wartungskosten eliminieren Ausgedehnte Anlagen erfassen

5 Kommunikation mit mobilen oder bewegten Geräten Schleppkabel Drehübertrager Hochflexible Kabel Schleifleitungen Kennzeichen: hohe Installationskosten verschleißanfällige Übertragung wartungsintensiv Datenlichtschranken

6 Welche Funktechnologie für industrielle Anwendungen? UWB Ultrawide Band WLAN WiMax Wireless-USB WiMedia embernet DECT Trusted Wireless nanonet Bluetooth ZigBee Z-Net

7 Die Funktechnologien im Überblick WLAN Bluetooth Trusted Wireless Datenrate Mbit/s (Brutto/netto) Typische Reichweite im Freifeld* 54 / 25 1 / 0,7 ~0,1 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 *Die Reichweite kann deutlich über- oder unterschritten werden und ist abhängig von der Umgebung, Antennentechnik und dem eingesetzten Produkt.

8 Anforderungen an Wireless Lösungen Prozesstechnik und Wasserwirtschaft Maschinen- und Anlagenbau Zuverlässig(er) wie ein Kabel

9 Frequenzumrichter RFID Schaltgeräte Relais Antriebe Lichtbogenschweißen Punktschweißen Schaltnetzgeräte Nduktions- Heizungen Störungsfreie Kommunikation Frequenzbereiche von Industriegeräten MHz ,1 0,01 0,001 2,4 GHz ISM Harmonische Grundfrequenz

10 Tests in der Praxis DC Sindelfingen im Rohbau Basisstation Schweißzange Wireless-IO

11 Wireless-IO auf der Schweißzange

12 Hohe Störfestigkeit durch Frequenzsprungverfahren Kanäle Information Kanäle FHSS - Frequenze Hopping Spread Spectrum Zeit Zeit

13 Störunterdrückung durch direkte Frequenzspreizung Sender Übertragungsstrecke Empfänger Signalstärke Nutzsignal Störsignal Signalstärke Nutzsignal Frequenz 2,4 2,4835 GHz Frequenz 22MHz Kanäle Zeit

14 Koexistenz von WLAN und Bluetooth Fünf Bluetooth-IO Systeme und ein WLAN BT1 BT2 BT3 BT4 BT

15 Wireless in der Automatisierung

16 Wireless Technologie Positionierung 16 Bit In / Out alle 5 ms 16 Bit x 2 x 1/0,005 = 19,2 kbit/s netto

17 Wireless Technologie Positionierung WLAN für die Integration ins Anlagennetzwerk WLAN Bluetooth für die Integration lokaler Peripherie

18 Wireless Lösungen Wireless I/O für den schnellen Transport zyklischer Steuer- und Prozess- Signale Wireless-Serial Wireless Ethernet

19 Rad-line IO für die Signalübertragung über große Distanzen Unidirektionales System - 1 Analogsignal ( ma) - 2 Digitalsignale -Zone 2 Bidirektionales System - 1 Analogsignal ( ma) - 2 Digitalsignale - Integrierter Busfuß für schnelle und einfache Erweiterungen Reichweite je nach Antenne 3 km und mehr. (Sichtverbindung)

20 Trusted Wireless Anwendung: Überwachung einer entlegenen Pumpstation

21 Wireless MUX der drahtlose Multiplexer Reichweiten: m Office / Gebäude >100m offene Hallen >200m freies Feld (OMNI) >400m freies Feld (PANEL) Bidirektionales System für 16 digitale und 2 analoge (0..10V oder 0..20mA) Signale Betriebsfertige Sets Auspacken Anschließen Einschalten Läuft! Typ. < 10ms +24V DC

22 1.430 m m 740 m 870 m Reichweitenmessung mit Bluetooth Maximale Reichweite am Grenzbereich (Signallaufzeit) ❷ ❶ ❸ ❷ ❹ 1.490m 200m

23 Wireless-MUX Applikation Kanalreinigungsfahrzeuge

24 ABB Bagger

25 Fieldline Modular Bluetooth für die drahtlose Feldbus-Erweiterung

26 Fieldline Modular Bluetooth einfache Konfiguration mittels ID-Plug Ethernet, Interbus, Profibus, DeviceNet Wireless I/O Base Station Fieldline Modular Station

27 Fieldline Modular Bluetooth Applikationsbeispiel automaische Packstation Ersatz des Datenkabels in drei Schleppleitungen das immer wieder gewechselt werden musste Kostenvorteil Wireless gesamt ca

28 RAD-Line Serial, für die drahtlose Übertragung serieller Signale für RS 232 / RS 422 / RS 485 Übertragungsrate bis 187,5 kbit/s Skalierbare Sendeleistung mw, - Reichweite bis 150 m Einfache Diagnose - Bargraf für Signalstärke

29 ) ) ) ( ( ( ) ) ) ( ( ( RAD-Line Serial Einsatzmöglichkeiten Drahtlose Netzwerke für RS 232, RS 422, RS 485 ) ) ) ( ( (

30 Wireless Ethernet Über WLAN und Bluetooth können Ethernet Layer 2 Protokolle wie IP, IPX, Modbus, Ethernet-IP oder Profinet transparent und preiswert Übertragung werden

31 Vergleich: Kabel vs. Wireless Wired 100 MBit/s vollduplex switched medium Wireless Max. 25MBit/s (netto) halbduplex shared medium

32 Wireless PROFINET IO über WLAN oder Bluetooth b/g Access Point Bluetooth AccessPoint (PAN/LAN/SPP/(HID?) WLAN Client b/g

33 Factory Line WLAN für Datenraten bis 54 Mbit/s Access-Points und -Clients Robust und industrietauglich IEEE Sicherheit nach i Web-based-Management

34 Wireless LAN Produkte Kanal 1 Kanal 7 Wireless Backbone Access Point Dual Access Point Client Adapter Interbus

35 Wireless LAN Applikationen Mobiles Bediehnen, Beobachten und Datenerfassen Viele Terminals im Netzwerk Großflächige Anlagen mit mehreren Netzwerksegmente Hoher Datendurchsatz gefordert Nahtlose Integration ins IT- Umfeld

36 Wireless LAN Applikationen Mobile und spurgeführte Transportsysteme Viele Teilnehmer im Netzwerk z.b. EHB s Großflächige Anlagen mit mehreren Netzwerk-segmente Hoher Datendurchsatz gefordert

37 Factoryline Bluetooth AP Ethernet PAN SPP LAN PAN Serial V.24 (RS-232)

38 Automatische Selbstkonfiguration Bei Nutzung als Wireless Ethernet Bridge 3... Auspacken 2... Anschließen 1... Einschalten... läuft (Einige Sekunden warten)

39 Automatische Selbstkonfiguration Bei Nutzung als Wireless Ethernet Bridge Delay für 80 Byte Profinet-Frame < 25 ms (RTT) - Hin & Zurück Interbus

40 GZP Engineering Palettenlager in Holland

41 Kühllager in NL Profinet Kommunikation über Bluetooth

42

43 Kühllager in NL Profinet Kommunikation über Bluetooth Zentraler Schaltschrank Laser-Scanner Positioniersyste m SSI-Signale IB IL SSI Shuttle

44 Powerrail-Bluetooth-System Knight-Europe

45 Powerrail-Kommunikation über Bluetooth Powerrailsystem von Knight-Europe

46 Fazit Die Wireless- Technologien sind vorhanden Produkte zur Realisieren von Lösungen sind vorhanden Anwendungen, die durch Wireless profitieren, gibt es reichlich

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