Industrial Wireless LAN

Transkript

1 Industrial Wireless LAN Zuverlässige drahtlose Kommunikation für alle Anwendungen und alle Branchen

2 Industrial Wireless Communication Definition: Industrial Wireless Communication kurz IWC umfasst die drei drahtlosen Kommunikationslösungen von Siemens für die industrielle Kommunikation. Für jede Anwendung gibt es eine geeignete Lösung: Industrial Wireless Telecontrol für Fernwarten von Maschinen oder komplette Fernwirkapplikationen über Mobilfunk IWLAN für lokale Funknetzwerke zur Kommunikation zwischen Steuerungen, HMI- und Peripheriesystemen als Alternative oder Erweiterung zu Kabeln, Schleifleitern und Datenlichtschranken WirelessHART für die drahtlose Anbindung von Feldgeräten in der Prozessautomatisierung zur erweiterten Diagnose und Vermeidung von Verkabelungskosten Seite

3 Industrial Wireless LAN die drei Prinzipien Zuverlässig Robust Sicher Zyklischer Datenverkehr (Deterministik) Redundanz Überwachung Funkverbindung Stabile Funkverbindung Seite Metallgehäuse mit hoher Schutzart Schutz vor Vibration und Schock Erweiterter Temperaturbereich Einfache Konfiguration Zugangskontrolle (Authentifizierung) Verschlüsselung der Daten

4 Neue Lösungen für Ihren Erfolg Industrial WLAN für mobile Anwendungen Hochregallager Krane Transferstraßen Roboter U-Bahn Aufzüge Theaterbühnen Seite

5 Was ist der Standard -Anwendungsfall für WLAN? Handy / PDA Internet Laptop DSL-Router Access Point PC Häufig ermöglicht WLAN den mobilen Zugriff auf das LAN bzw. Internet, z.b. im Büro, Flughafen, zu Hause Seite

6 Was ist der industrielle Anwendungsfall für WLAN? Steuerung z.b. zyklische Prozessdatenübertragung z.b. mobile Serviceverbindungen z.b. Anbindung bestehender Feldbussysteme mobile Peripherie (Sensor/Aktor) Industrielle Applikationen zur Steuerung und Regelung von Anlagen erfordern Deterministik zur zyklischen Kommunikation und schnellen Reaktion! Seite

7 ifeatures Zusatzfunktionen für den harten Industrieeinsatz iqos ipcf ihop ipcf-mc Forced Roaming PN IO-Diagnose Dual Client Seite

8 ifeature-beispiel: ipcf industrial Point Coordinated Function Seite Polling Abfrage Datenversand: 12Mbit/s Polling Abfrage Datenversand: 12Mbit/s Polling Abfrage Datenversand: 12Mbit/s

9 Was passiert beim Roaming? Seite

10 Funktionalität entscheidend! Branche: Stahl - Deutschland Die Herausforderung Vernetzung von 40 führerlosen Fahrzeugen für Stahlgroßrohren Steigerung der Produktivität Berührungslose Energieübertragung Sicherheitskonzept Zuverlässige und sichere Informationsübertragung Automatisierung führerloses Fahrzeug Nach funktionellen Störungen (kein Rapid Roaming, stark schwankende Roamingzeiten bei AP Wechsel und viele Kommunikationsunterbrechungen) hat sich der Systemintegrator für einen Anbieterwechsel entschieden. Seite

11 Industrial Wireless LAN (IWLAN) auch als Basis für funkbasierte PROFIsafe-Applikationen Roboter im sicherheitsgerichteten Umfeld PROFINET mit PROFIsafe und integriertem WLAN: Outdoor Access Points mit Rapid Roaming Seite

12 Sichere Kransteuerung Wireless Branche: Maschinen- und Anlagenbau - Deutschland Die Herausforderung Hohe Verfahrensgeschwindigkeiten der Krananlagen bis 200 m/min (Eigengewicht ca. 80 t) Eine Präzision von +/- 2 mm stellt gerade bei der elektrolytischen Metallgewinnung ein entscheidendes Qualitätskriterium dar Extreme Umgebungsbedingungen in den Elektrolyseanlagen, z.b. durch den hohen Säuregehalt der Luft, erfordern: höchste Ansprüche an die eingesetzten Technologien volle Automatisierung bei minimiertem Personaleinsatz Die verschiedenen Gefahrenbereiche machen eine sichere Not-Aus-Funktion von der Halle zum Kran notwendig Seite Siemens war der erste Anbieter, der vernünftige, industrietaugliche WLAN- Geräte liefern konnte. (Kunde)

13 Wir werden die IWLAN-Technologie von Siemens künftig auch bei unseren anderen Kran Typen einsetzen und überall dort nutzen, wo die drahtlose Kommunikation Sinn macht. (Kundenzitat) Die Lösung Reibungsloser Funkverkehr und Übertragung des Profisafe-Protokolls via Profinet durch zwei redundant aufgebaute Funkstrecken im 2,5- und/oder 5-GHZ-Band Dezentrale Automatisierung des Krans Fehlersichere Not-Aus-Module Seite

14 Zuverlässiger fahrerloser Containertransport Branche: Logistik - Deutschland Die Herausforderung Aufbau eines robusten und outdoortauglichen Funksystems zum Betrieb von Automated Guided Vehicles (AGVs) im Container Terminal Altenwerder im Hamburger Hafen Anforderungen an das System Hohe Zuverlässigkeit des Systems mit 100 % Systemverfügbarkeit und Systemstabilität Raues System für den Einsatz bei Wind und Wetter Verträglichkeit mit anderen Netzen, da nur eine stufenweise Umstellung stattfinden kann Überschneidung mit einem weiteren unabhängigen Funksystem, welches im Hinterland (Verladebereich für LKW und Schiene) die drahtlose Kommunikation zu den Zügen ermöglicht Fahrgeschwindigkeit 6 m/s (in Kurven 3 m/s) und 60 Tonnen Traglast Redundanz... tolle Beratung, Planung, Service und Support: Das lief hervorragend!... so Dr. Mohammad Ahmadian, Projektleiter beim Systemintegrator Seite

15 13 Access Points zum Betrieb von 84 Automated Guided Vehicles Die Lösung Schema: Fahrerloser Containertransport Detail: Konfiguration Wasserseite Container- Schiff Terminal- Leitsystem Kai Automatikfläche Zweikatz- Containerbrücke 1 bis 14 Industrial Ethernet Antennen links/rechts 2 AP Fahrerlose Transportfahrzeuge 1 bis Scalance W788-1PRO Blocklager Hinterland Bahn/ LKW n Seite Lagerblock 1 bis 26 Testweise Ausleuchtung einer Zwischenspur Lagerkran groß/klein je Lagerblock Zwischenspuren 1-84 Fahrerlose Transportfahrzeuge Steuerung (Gottwald) Weitere Systeme, z.b. Antrieb, Sicherheitsschaltgeräte, Positionsmessung Industrial Ethernet Scalance W744-1PRO

16 Störungsfreies Netz bei gleichzeitig ansteigender Anzahl von Fahrzeugen AGVs Masten mit Antennen Abb. 1 Überblick der Automatikfläche Abb. 3 Einlagerung im Blocklager Abb. 4 SCALANCE W788-1PRO Abb. 2 Aufsetzen eines Containers auf s AGV Seite Abb. 5 SCALANCE Industry W744-1PRO Sector

17 IWLAN steigert Sicherheit und Produktivität! Branche: Bergbau - Deutschland Die Herausforderung Anlagenautomatisierung in rauer Umgebung zur Erhöhung der Produktivität und Betriebssicherheit Sichere Wireless Kommunikation trotz vieler Stütz-/ Trägerkonstruktionen und Silos aus Stahl Diagnosemeldungen der gesamten Anlage für sofortiges Reagieren und zur Vermeidung von Stillstandszeiten Schnelle und flexible Ausführung des Projektes; Planung, Automatisierungs- und Elektrotechnik, sowie Inbetriebsetzung aus einer Hand Durchgehende Vernetzung mittels PROFIBUS und PROFINET Es ist wesentlich sicherer, wenn der Anlagenbediener beim An- und Abschalten von Funktionen den entsprechenden Anlagenteil einsehen kann ohne sich auf den Zuruf eines Kollegen verlassen zu müssen. (Kurt Zimmer/ Betriebsleiter des Siemens Steinbruchs) AG Alle Rechte vorbehalten. Seite

18 Mit mobilem Bediengerät lückenlose Anlagenvisualisierung, Bedienbarkeit und Diagnose Die Lösung Der Materialfluss der gesamten Anlage wird über eine SIMATIC S7-300 gesteuert Übersichtliche Anlagenvisualisierung mittels WinCC flexible über stationäre SIMATIC MP377 Multi Panels und einem Mobile Panel Empfang aktueller Diagnosemeldungen Aufgaben des Mobile Panel: Öffnen der Silos für Materialentnahme + Füllstandsanzeige Visualisierung und Diagnose selbst im Schwerkraftwagen Seite

19 Steuerung von Einschienenhängebahn - wireless Branche: Nahrungs- und Genussmittel - Deutschland Die Herausforderung Schnellere Produktionsprozesse: Zugriffszeit auf die Steuerung von 2 Sekunden auf 0,5 Sekunden zum schnellerer Produktionsablauf Seite

20 Branche: Nahrungs- und Genussmittel - Deutschland Die Lösung Steuerung Salzlake -Drahtlose Lösung über IWLAN R-Coax Kabel 30m - Robuste Produkte für rauen Einsatz, z.b. Salznebel, Schaum- Reiniger Access Point W788-2RR Antenne Schaltschrank: Client W Schienensystem ersetzt: Keine mechanische Abnutzung, keine weiteren Kosten / Wartung - Schnelle Inbetriebnahme dank direktem Zugriff über IWLAN an jeder Elektro-Hängebahn Steuerung/ Motor Korb für Käse Steuerung/ Motor Korb für Käse Steuerung/ Motor Korb für Käse Becken mit Salzlake Steuerung/ Motor Korb für Käse 4 x EHB mit Korb für Käse Seite

21 Industrial Wireless LAN in einer Polyoxymethylen-Anlage Branche: Chemie - Deutschland Die Herausforderung Alle Informationen der neuen Produktionsstraße und der Gesamtanlage stehen an jedem Ort zu jeder Zeit sicher zur Verfügung Erweiterung einer PCS7 Anlage Bedienung und Beobachtung des Produktionsprozesses mittels Anbindung von 2 mobilen Operator-Stationen Aufbau eines zuverlässigen Drahtlosnetzwerkes mit IWLAN über 7 Gebäudeebenen Ziel: Hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems Besondere Rahmenbedingungen: Industriegebäude aus Stahl / Stahlbeton mit unspezifizierter Einrichtung Explosionsgefährdete Bereiche Extreme Umweltbedingungen, chemische Belastung und große Temperaturunterschiede Seite

22 Erhöhte Sicherheit und Verfügbarkeit durch IWLAN und Profisafe Die Lösung Wireless Technologie ermöglicht Kommunikation dort, wo Kabel nicht rentabel wären! Simatic PCS7 Server Switch SCALANCE X208 Industrial Ethernet Explosionsgefährdeter Bereich Zone 2 Access Point SCALANCE W786-2PRO mobile Simatic PCS7 Operatorstationen Seite

23 Vorteile durch Einsatz von Industrial Wireless LAN Erhöhte Anlagenflexibilität Berührungslose und damit verschleißfreie Datenübertragung zu mobilen Kommunikationspartner Kosteneinsparung Substitution von Schleifleitern und Schleppkabeln Kontrolliertes Funkfeld durch Einsatz von RCoax Zuverlässige Ausleuchtung in funktechnisch anspruchsvollen Bereichen Investitionsschutz Einbindung von PROFIBUS Feldgeräten in ein IWLAN Funknetz mittels IWLAN/PB Link PN IO IWLAN ist zuverlässig, robust und sicher! Seite

24 Das volle Potential von IWLAN zeigt sich bei den damit erreichten Einsparungen Typisches Investment (Beispiele) Pay back (Vgl Investment herkömmliche vs. IWLAN Lösung) Einsparungen nach 3 Jahren* (im Vgl. zum Investment) EHB mit IWLAN < 1 Jahr ca % FTS mit IWLAN < 1 Jahr ca. 5-10% RBG mit IWLAN < 1 Jahr ca % Kran mit IWLAN < 1 Jahr mehr als 100% * Beispiel EHB: Investment im ersten Jahr mit IWLAN , danach wartungsfrei; Schleppleiter Lösung Wartungskosten jedes folgende Jahr von Einsparungen Wartungskosten nach 3 Jahren: ca Alle vier Applikationen sind bereits im ersten Jahr günstiger als eine Lösung ohne IWLAN! Seite

25 In welchem Umfeld werden die Komponenten eingesetzt? Hohe klimatische Anforderungen Einsatz im Schaltschrank SCALANCE W784 Schaltschrankloser Aufbau SCALANCE W786 Schutzart IP65, UV-beständig, salzsprühnebelresistent, -40 C bis +70 C Umgebungstemperatur, jetzt auch mit allen ifeatures Schutzart IP30, platzsparende Integration in Maschinen, mit allen ifeatures SCALANCE W788 Schutzart IP65, Wand-, Mast-, Hutschinen- und S Schienenmontage, mit allen ifeatures Seite Zubehör

26 RCoax Leckwellenleiter Für funktechnisch anspruchsvolle Umgebungen fungieren die RCoax Leckwellenleiter als Spezialantennen für die Access Points SCALANCE W Typische Applikationen sind Fahrerlose Transportsysteme, Elektrohängebahnen und Regalbediengeräte Seite

27 IWLAN/PB Link PN IO Für den Investitionsschutz zuverlässig arbeitender Systeme am PROFIBUS, die drahtlos angebunden werden sollen, steht das IWLAN/PB Link PN IO zur Verfügung Der Einsatz des IWLAN/PB Link PN IO kann mit Freifunkantennen oder mit RCoax erfolgen Typische Applikationen sind Fahrerlose Transportsysteme, Elektrohängebahnen und Regalbediengeräte Seite

28 SIMATIC ET 200pro IWLAN Direkte Anbindung dezentraler Peripheriesysteme an den IO-Controller über einen Access Point. Es können sowohl standard- als auch sicherheitsgerichtete Applikationen mit PROFINET realisiert werden. Feature WLAN-Standards IEEE a/b/g/h Frequenzbänder 2,4 und 5 GHz max. Übertragungsrate 54 MBit/s unterstützte industrielle WLAN-Features: Kurze Reaktionszeiten durch ipcf, Antenna Diversity, Leckwellenleiter (RCoax) Kundennutzen: Reduktion von Verkabelungskosten und Wartungsaufwand durch die Ablösung kabelgebundener Lösungen zur Anbindung von Peripherie an die Steuerung Mehr Flexibilität bei der Anbindung mobiler Teilnehmer Seite

29 SIMATIC Mobile Panel 277(F) IWLAN Das ultramobile Panel für Bedienen und Beobachten Funktionalität und Performance wie das Mobile Panel 277 Sicherheitstechnik (optional), zertifiziert von TÜV und BIA nach SIL3, sowie Transponder-Identifikation und Distanzmessung zur sicheren Anmeldung und Bedienung Kommunikation über IWLAN nach IEEE Unterstützung von PROFINET und PROFIsafe Projektierbar mit WinCC Flexible für maschinennahe B&B-Aufgaben Einrichten von Maschinen (z.b. über integriertes Handrad) Bedienung sicherheitskritischer Applikationen Mobiles Melde- und Diagnosesystem Seite

30 SINEMA E Software Für Planung, Konfiguration, Simulation, Site Survey und Dokumentation von Industrial Wireless LAN Technische Klärung Kunde Planung Installationspersonal Inbetriebnahme Wartung & Service Zur Reduktion von Inbetriebnahmekosten und für die erhöhte Zuverlässigkeit des Funknetzes Planer Projekteur Inbetriebsetzer Service Offline Online Seite