Betriebsanleitung Datenfunksystem DATAEAGLE DE2000 und DE3000

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1 Betriebsanleitung Datenfunksystem DATAEAGLE DE2000 und DE3000 Schildknecht AG D Murr Haugweg 26 Tel ++49 (0) Fax ++49 (0) office@schildknecht.ag - Internet: Doc.-Nr. DE_BA BA_D_Dataeagle_2000_3000_26_10_2010

2 Copyright Schildknecht AG Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck oder Übersetzung, auch auszugsweise, ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung nicht gestattet. Einleitung Die technische Beschreibung der Datenfunksysteme der Schildknecht AG besteht aus einer Betriebsanleitung für die Gerätefamilien DE2000 und DE3000 und einer Betriebsanleitung für alle übrigen Gerätefamilien. Zu den Gerätefamilien DE2000 und DE3000 gehört zusätzlich eine detaillierte Montage- und Inbetriebnahmeanleitung. Änderungsvorbehalt Änderungen des Lieferumfangs in Form, Ausstattung und Technik sind jederzeit möglich. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen dieser Dokumentation können keine diesbezüglichen Ansprüche für Geräte/ Anlagen hergeleitet werden, die nach dem Ausgabedatum dieser Dokumentation gefertigt wurden. Gewährleistung Sie befinden Sich hier Die Schildknecht AG übernimmt keine Haftung für unmittelbare Schäden oder mittelbare Schäden, zufällige Schäden, Folgeschäden oder Schadensersatz für Aufwendungen bei Vertragserfüllung, die durch Auslieferung, Bereitstellung und Benutzung dieses Materials entstehen. Betriebsanleitung und Montage- und Inbetriebnahmeanleitung der Gerätefamilien DE2000 und DE3000 sind als eine Einheit zu betrachten. Lesen Sie deshalb bitte beide Dokumente sorgfältig, bevor Sie mit den Datenfunksystemen arbeiten. Datenfunksystem DATAEAGLE

3 Die Betriebsanleitung soll Ihnen einen schnellen Einstieg in Aufbau und Funktion der Datenfunksysteme geben. Hier erhalten Sie generelle Informationen über die Gerätefamilien DE2000 und DE3000. Lesen Sie diese Betriebsanleitung zuerst, wenn Sie noch nicht mit Aufbau und Funktion der Datenfunksysteme vertraut sind. Lesen Sie anschließend die Montage- und Inbetriebnahmeanleitung des Datenfunksystems. Am Anfang sagen wir Ihnen einige wichtige Dinge zur Sicherheit. Bitte beachten Sie diese unbedingt, um Sach- und Personenschäden zu vermeiden. Wir zeigen Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie das Datenfunksystem installieren, in Betrieb nehmen und bedienen. Haben Sie Fragen? Schlagen Sie immer zuerst im Inhaltsverzeichnis nach. Dann finden Sie sich schnell zurecht. Und wenn Sie uns einmal persönlich brauchen, so können Sie uns erreichen: Schildknecht AG Haugweg 26 D Murr Telefon +49 / (0) FAX WWW Fax +49 / (0) Internet office@schildknecht.ag Datenfunksystem DATAEAGLE

4 Inhaltsübersicht Bezeichnung Seite Einleitung Allgemeines Zeichenerklärung Markennamen Konformitätserklärung Länderzulassungen Haftungsausschluss Wartung der Datenfunksysteme Stilllegung und Entsorgung der Datenfunksysteme Sicherheitshinweise Bestimmungsgemäßer Gebrauch Allgemeines Einführung DATATEAGLE Das Konzept Eigenschaften Breitband Funktechnologien Verwendete Frequenzbänder Frequenzband 2,4 GHz ISM Frequenzband 1,9 GHz DECT Frequenzband 869 MHz ISM Frequenzband MHz & Zeitschlitztechnik Frequenzband 459 MHz ISM GSM/Telefon/Standleitung Anwendungsklassifizierung Lieferprogramm Übersicht Geräte Bezeichnung Lieferbare Geräteserien und ihre Funktionen Gerätevarianten und Funktion DATAEAGLE 2X Einleitung Funktionsprinzip Verbindungsarten Bauart Schnittstellentreiber für die DE 2X00 Familie DATAEAGLE 3X Einleitung Gerätefamilie 5-10 Datenfunksystem DATAEAGLE

5 5.2.3 Dataeagle und Profisave-Anwendungen Integrierter Diagnosslave Leistungsgrenzen Antennen Einleitung Fachbegriffe Antennen für 2,4 GHz Antennenanschluss Antennentypen 2,4 GHz Antennen für 448/459 Mhz Antennenanschluss Antennentypen 448/459 MHz Antennen für 869 Mhz Antennenanschluss Antennentypen 869 MHz Antennen für GSM Mobilfunk Antennenanschluss Antennentypen GSM Mobilfunk Antennen für 1.9GHz DECT Antennenanschluss Antennentypen 1.9 GHz DECT Antennenzubehör Antennenkabel Montagematerial Antennensplitter Blitzschutz Einstellen und Bedienen Einleitung Voreinstellung für DATAEAGLE Compact Tastatur und Display Menüs Hauptmenü Menü Mediumfunktionen Menü Medium parametrieren Menü Funkkanal testen Menü Geräteadressen ändern Menü Schnittstellentreiber für DE2XXX Menü Schnittstellentreiber für DE3XXX Menü Geräteoptionen ändern Menü Passwort ändern Technische Daten Anschlüsse DATAEAGLE Compact Anschlüsse DATAEAGLE Classic Zulassungen 9-1 Datenfunksystem DATAEAGLE

6 10 Weitere Informationen Negative bekannte Effekte Datensicherheit Übertragungssicherheit Hardwareschnittstelle Übertragungskontrolle durch die Steuerung Übertragungssicherheit auf der Funkseite Verfügbarkeit der Funkverbindung Zusammenfassung Sicherheit Beeinflussung durch andere Funksysteme DATAEAGLE mit 2,4GHz WLAN Funksystemen DATAEAGLE mit Bluetooth DATAEAGLE mit DECT 1,9GHz DATAEAGLE mit 448 MHz Zeitschlitztechnik DATAEAGLE mit 459 MHz Zeitschlitztechnik DATAEAGLE mit 868 MHz Parallelbetrieb mehrerer Funkstrecken in einer Funkzelle ISM 2,4GHz WLAN DECT 1,9GHz Bluetooth 2.4GHz MHz Elektro- Smog Datenfunksystem DATAEAGLE

7 Kapitel 1 - Allgemeines 1 Allgemeines 1.1 Zeichenerklärung Hier finden Sie eine Erklärung der in dieser Betriebsanleitung verwendeten Symbole.! Dieses Symbol steht vor Textstellen, die unbedingt zu beachten sind. Nichtbeachtung führt zu Verletzungen von Personen.! ACHTUNG Dieses Symbol steht vor Textstellen, die unbedingt zu beachten sind. Nichtbeachtung führt zu Sachbeschädigungen. Dieses Symbol kennzeichnet Textstellen, die wichtige Information enthalten. Dieses Zeichen kennzeichnet auszuführende Tätigkeiten. Nach diesem Zeichen wird beschrieben, wie sich der Zustand nach einer ausgeführten Tätigkeit ändert. 1.2 Markennamen Die in dieser Dokumentation genannten Marken und Produktnamen sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Titelhalter. Step5, Step7, S5, S7, S7-200, S7-300, S7-400 sind Warenzeichen der Firma SIEMENS AG. DATAEAGLE und MPI sind eingetragene Markenzeichen der Firma Schildknecht AG. Datenfunksystem DATAEAGLE 1-1

8 Kapitel 1 - Allgemeines 1.3 Konformitätserklärung Hiermit erklärt die Schildknecht AG, Murr Haugweg 26 in alleiniger Verantwortung, dass sich die Produkte DATAEAGLE 3702, 3703, 3705 Profibus Funksystem Ab Seriennummer V bis V Hardwarerevision L5 in Übereinstimmung mit den grundlegenden Anforderungen und den anderen relevanten Vorschriften der Richtlinie R&TTE Directive 1999/5/EG befindet 1. EN :V1.7.1 Funkspektrum 2.4GHz 2. EN :2006 Sicherheit 3. EN 62311:2008 EMF 4. EN : V2.1.1 EMV Funk Wohnbereich 5. EN :2005 EMV Industrie 6. EN : V1.8.1 EMV EMC Directive: 89/336/EEC Murr Thomas Schildknecht Vorstand Schildknecht AG Die Konformitätserklärung können Sie hier herunterladen: Datenfunksystem DATAEAGLE 1-2

9 1.4 Länderzulassungen Nutzungseinschränkungen gemäß ERC Recommendation (Stand April 2004) für Frankreich: außerhalb von Gebäuden beträgt die maximale Sendeleistung EIRP 10mW (+10dbm) für den Frequenzbereich 2,400 2,485 GHz Die Geräte können so eingestellt werden, dass nur das Teilband 2,400-2,454 GHz benutzt wird. Für diesen Fall werden nur die harmonisierten Frequenzen nach class 1 benutzt und die maximale Sendeleistung EIRP kann auch außerhalb von Gebäuden 100mW (+20dbm) betragen. Sprechen Sie uns darauf an, wenn Sie unsere Funksysteme in Frankreich einsetzen wollen. Das Funksystem darf nur in den nachfolgenden aufgeführten Ländern betreiben werden: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Grossbritanien, Irland, Island, Italien, Kanada, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen (ohne Spitzbergen), Österreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, USA, Zypern. Datenfunksystem DATAEAGLE 1-3

10 Kapitel 1 - Allgemeines 1.5 Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt dieser Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Ausgaben enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Die Schildknecht AG haftet nicht für die Nutzung der beschriebenen Funksysteme. Wir beschränken unsere Haftung auf den Ersatz von Funksystemen, bei denen festgestellt wird, dass aufgetretene Defekte auf Qualitätsmängel zurückzuführen sind. Für Schäden, die durch fehlende oder unzureichende Kenntnisse der Bedienungsanleitung entstehen, ist jegliche Haftung durch die Schildknecht AG ausgeschlossen. Für den Betreiber ist es deshalb ratsam, sich die Einweisung des Personals schriftlich bestätigen zu lassen. Umbauten oder funktionelle Veränderungen an den Datenfunksystemen sind aus Sicherheitsgründen nicht gestattet. Nicht ausdrücklich vom Hersteller genehmigte Umbauten am Datenfunksysteme führen deshalb zum Verlust jeglicher Haftungsansprüche gegen die Schildknecht AG. Das gilt ebenfalls, wenn nicht originale bzw. nicht von uns zugelassene Teile oder Ausstattungen verwendet werden. 1.6 Wartung der Datenfunksysteme Die Datenfunksysteme DATAEAGLE sind wartungsfrei. Daher sind für den laufenden Betrieb keine Inspektions- und Wartungsintervalle nötig. 1.7 Stilllegung und Entsorgung der Datenfunksysteme Für die Stilllegung und Entsorgung des Datenfunksystems hat die Betreiberfirma die für den Standort geltenden Umweltrichtlinien des jeweiligen Landes zu beachten. Funkmodule gelten als Sondermüll und sind entsprechend zu entsorgen. Datenfunksystem DATAEAGLE 1-4

11 Kapitel 2 - Sicherheitshinweise 2 Sicherheitshinweise 2.1 Bestimmungsgemäßer Gebrauch Das Datenfunksystem DATAEAGLE dient zur Datenübertragung in industriellen Anwendungen. Das Datenfunksystem DATAEAGLE darf nur für die in den technischen Unterlagen vorgesehenen Fälle und nur in Verbindung mit den von uns empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und Fremdkomponenten verwendet werden. Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produkts setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung und Montage, sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus. 2.2 Allgemeines Für den sicherheitsgerechten Umgang und den störungsfreien Betrieb müssen unbedingt die entsprechenden Sicherheitshinweise beachtet werden. Generelle Sicherheitshinweise, die für alle Gerätefamilien gelten, sind nachfolgend und an den entsprechenden Stellen in dieser Betriebsanleitung beschrieben. Diese Anleitung ist Bestandteil der Gesamtdokumentation. Lesen Sie diese Anleitung bevor Sie das Datenfunksystem installieren und in Betrieb nehmen. Sicherheitshinweise, die nur für ein einzelnes Datenfunksystem gelten oder in direktem Bezug zur Installation und Inbetriebnahme stehen, sind an den entsprechenden Stellen in der Montage- und Inbetriebnahmeanleitung erläutert. Datenfunksystem DATAEAGLE 2-1

12 Kapitel 2 - Sicherheitshinweise! Die folgenden Sicherheitshinweise gelten für alle Gerätefamilien. Bitte beachten Sie diese Hinweise unbedingt um Sach- und Personenschäden zu vermeiden. Für den Anwender gelten die: Einschlägigen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften EG-Richtlinien oder sonstige länderspezifische Bestimmungen Allgemein anerkannten sicherheitstechnischen Regeln Folgende Regeln sind zu beachten: Wenn Arbeiten zur Installation oder Instandhaltung durchgeführt werden, sind die Module vom Spannungsversorgungsnetz zu trennen (Netzstecker ziehen). Dadurch können Unfälle durch elektrische Spannungen vermieden werden. Bei Unter- bzw. Überschreitung der angegebenen Toleranzen sind Fehlfunktionen nicht auszuschließen! Überall da, wo Fehlfunktionen Material- oder Personenschäden verursachen können, müssen zusätzliche externe Sicherungsschaltungen vorgesehen werden. Der Einbau der Produkte muss so erfolgen, dass unbeabsichtigtes Auslösen von Funktionen vermieden wird. Anschlussleitungen sind so zu wählen und zu installieren, dass kapazitive und induktive Einstreuungen keine Beeinträchtigung der Anlage bewirken. Leitungsunterbrechungen sind so zu verarbeiten, dass keine undefinierten Zustände eintreten können. Störungen jeglicher Art oder sonstige Schäden sind einer zuständigen Person zu melden. Datenfunksystem DATAEAGLE 2-1

13 Schutz- und Sicherheitseinrichtungen dürfen nicht umgangen oder überbrückt werden. Demontierte Sicherheitseinrichtungen sind vor einer erneuten Inbetriebnahme wieder anzubauen und müssen einem Funktionstest unterzogen werden. Die Module sind gegen missbräuchliche oder versehentliche Benutzung zu sichern. Original angebrachte Hinweisschilder, Beschriftungen, Aufkleber oder ähnliches sind immer zu beachten und in einem lesbaren Zustand zu halten. Die Vorschriften zu Reduzierung der EMV sind unbedingt zu beachten.! Ein menschlicher Körper sollte einen Abstand von mindestens 20cm zur Antenne einhalten um die entsprechenden EN Normen einzuhalten Datenfunksystem DATAEAGLE 2-2

14 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE 3 Einführung DATATEAGLE 3.1 Das Konzept DATAEAGLE Datenfunksysteme sind mit Geräteschnittstellen und Softwaretreibern ausgerüstet die in der Automatisierungstechnik verwendet werden. Die Funkstrecke soll sich dabei in das Automatisierungskonzept integrieren und nicht wie ein aufgepflanzter Fremdkörper wirken. Durch die Verwendung von Schnittstellen wie MPI, Profibus, Profinet, Ethernet sind praktisch alle denkbaren Ankopplungen realisierbar. Eine weitere Besonderheit von DATAEAGLE ist die Unabhängigkeit von einer bestimmten Funktechnologie. So sind praktisch alle Schnittstellen mit allen aktuell weltweit verfügbaren Funktechnologien lieferbar. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass es nicht etwa eine herausragende Technologie gibt, die alle Anforderungen für alle Anwendungsbereiche erfüllt. Allein aus historischen Gründen stehen eine Vielzahl e- tablierter Technologien zur Verfügung, die jeweils spezielle Vor- und Nachteile haben. Mit der Wahl der DATAEAGLE Familie haben Sie die weltweit einzigartige Möglichkeit z.b. zwischen einer Profibus Funkverbindung über 2.4GHZ WLAN oder Bluetooth mit 100mW oder 1.9GHz DECT oder 869 MHz 500mW oder 459MHz 6W oder Mobilfunk GSM Funkverbindung zu wählen. Esc Enter ((((((( Schnittstelle RS232/RS422 S5 Sinec L1 S7 MPI S7 PPI 3964R Profibus Ethernet... Funktechnik WLAN ISM 2,4GHz DECT 1,9GHz 433MHz Short Range Devices 869 MHz Zeitschlitztechnik 448MHz GSM Mobilfunk Telefon Festnetz Bluetooth ((((((( Abb. 3.1.: Konzept DATAEAGLE Datenfunksystem DATAEAGLE 3-1

15 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Das modulare Konzept erlaubt es, das Übertragungsmedium Funk beliebig auszutauschen. Als Anwender haben Sie dadurch den Vorteil, dass die Steuerungsschnittstelle unabhängig ist vom Funk und damit auch unabhängig von der Reichweite der Übertragungsstrecke. Ein DE2000 mit 2.4GHz Sender und 500m Reichweite verhält sich identisch zu einem DE2100 mit DECT, einem DE 2400 Zeitschlitztechnik und 15km Übertragungsstrecke oder einem DE 2500 über das weltweite GSM Mobilfunknetz. Dieses Konzept ist auch für die DE 3000 Wireless Profibus Gerätelinie verfügbar. Wesentliche Auswahlkriterien für die Funktechnologie sind: Reichweite Datendurchsatz Anzahl der notwendigen parallelen Verbindungen bereits vorhandene andere Funksysteme Umgebungsbedingungen am Einsatzort So hat sich gezeigt, dass sich in großen Industriehallen DECT Vorteile hat. Bei Anwendungen in Umgebungen mit sehr viel Stahl wie bei Regalbediengeräten in Hochregallagern ist dagegen Bluetooth die Beste Wahl. 2.4GHz WLAN ist dagegen die schnellste Funktechnologie, jedoch auch die anfälligste bei im industriellen Umfeld. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-2

16 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE 3.2 Eigenschaften Breitband Funktechnologien Um Vergleiche durchzuführen wurden einige Klassifizierungen durchgeführt. WLAN wurde dabei nach Sendeleistung und Datendurchsatz getrennt. Hier haben wir Eigenschaften der gängigsten Breitband Funktechnologien gegenübergestellt. DECT WLAN WLAN WLAN Bluetooth Frequenzband 1.9GHz 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz Sendeleistung 250mW 30mW 30mW 100mW 100mW Anbieter Schildknecht Office WLAN Siemens Schildknecht Schildknecht Scalance Gerätetyp DE 3103 W700 DE3003 DE3703 Spreizverfahren Schmalband DSSS OFDM DSSS FHSS Nommineller Datendurchsatz 1.1MBit/s 11MBit/s 54MBit/s 1MBit/s 700kbit /s Anzahl parallele Funkstrecken ca 200 Empfänger Empfindlichkeit - 87db -76db -65db -87db -89db Indoor Zellendurchmesser 300m 60m 18m 200m 200m Roaming ja ja Ja ja nein Vollduplexfähig ja nein nein nein nein Strombedarf niedrig hoch hoch hoch mittel Zeit Verbindungsaufbau 3 Sek <1 Sek < 1 Sek < 1 Sek 3 Sek Eignung grosse Halle ja nein nein ja ja Eignung Stahlumgebung nein nein nein ja ja Einfluss durch andere Sender sehr niedrig sehr gross sehr gross niedrig sehr niedrig Datenfunksystem DATAEAGLE 3-3

17 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE 3.3 Verwendete Frequenzbänder Die DATAEAGLE Familie ist mit vielen unterschiedlichen Hochfrequenzmodulen lieferbar. Damit kann jede geforderte Entfernung realisiert werden. Dieses Kapitel beschreibt kurz die wichtigsten Eigenschaften. Die Nutzung bestimmter Frequenzbänder kann je nach Land zulassungspflichtig oder zulassungsfrei sein. Die Angaben in diesem Kapitel gelten, sofern nicht anders erwähnt, für Deutschland. Wenn das Datenfunksystem in einem anderen Land eingesetzt wird, empfehlen wir, die zuständige Regulierungsbehörde zu kontaktieren. Die folgende Tabelle zeigt übersichtlich die wichtigsten Eigenschaften der verschiedenen Frequenzbänder nach Einschätzung der Firma Schildknecht AG. Funkband Entfernungen Schnelle Datenübertragung Kostengünstige Lösung Mobile Anwendung Verfügbarkeit der Funkstrecke 448 MHz 20 km MHz 20 km MHz 3 km GSM (900 MHz) 4 000m DECT (1,9 GHz) 500 m ,4 GHz 500 m Bluetooth (2,4 GHz) 100 m Datenfunksystem DATAEAGLE 3-4

18 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Frequenzband 2,4 GHz ISM Als Standard Funksystem wird das ISM-Band auf 2,4 GHz verwendet. Dabei kommen die Modulationstechniken DSSS (z.b. WLAN, ZIGBEE und Proprietäre) und FHSS (z.b. Bluetooth, upbanded DECT) zum Einsatz. Das 2,4 GHz Band ist zulassungsfrei. Die äquivalente Sendeleistung ist in den meisten Ländern auf max. 100 W begrenzt (Im Zweifel beim zuständigen Regulierer nachfragen). Bei Sichtverbindung sind Entfernungen bis 500 m möglich, in Gebäuden 50 bis 100 m. Die sehr hohe Datenübertragungsrate von 1 Mbit wird für gesicherte Funkprotokolle genutzt Frequenzband 1,9 GHz DECT DECT ist in Europa zulassungsfrei und verfügt mit 250mW Sendeleistung. Es können Antennen mit einem Antennengewinn von bis zu 12 db eingesetzt werden. Der grosse Vorteil von DECT liegt in den 120 parallelen Funkstrecken, die unabhängig voneinander im selben Empfangsbereich wie einer Fabrikhalle betrieben werden können. DECT ist nur in Europa Standard und kann nicht in Amerika, Kanada und Japan eingesetzt werden. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-5

19 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Geräte mit DECT-Funktechnologie haben ein aufwändigeres Protokoll uns sind etwas langsamer als 2,4-GHz-Systeme. Jedoch bietet DECT verschiedene Vorteile beim Strombedarf sowie den Multi-Master-Betrieb. Multi-Masterund Roaming- Betrieb Beim Muli-Master-Betrieb kann ein mobiler Teilnehmer (mit einem Slave-Funkmodul) mit 2 Master-Funkmodulen kommunizieren. Dadurch kann z.b. der Arbeitsbereich von mobile Kränen oder Flurförderzeugen erheblich vergrößert werden. Die Umschaltung zwischen den Master-Funkmodulen erfolgt automatisch innerhalb von 100 ms. Außerdem können mit DECT mehrere Funkzellen aufgebaut werden (Roaming). Es kommunizieren nur die Funkmodule innerhalb einer Funkzelle miteinander. Andere Funkmodule, die im gleichen Sende- bzw. Empfangsbereich arbeiten, werden nicht beeinflusst. Broadcast Modus DECT erlaubt als einzige Funktechnologie eine Vollduplex Übertragung auf der Funkseite. Hier kann gleichzeitig gesendet und empfangen werden. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-6

20 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Frequenzband 869 MHz ISM Das 869 MHz Frequenzband ist ein ISM-Band und zulassungsfrei. Es stellt einen Zwischenschritt zwischen den 448/459 MHz Frequenzbändern und den 1,9 bzw. 2,4 GHz Frequenzbändern dar. Es wird bei langsamen bewegten Systemen empfohlen. Die Sendeleistung kann bis zu 500 mw betragen, jedoch darf bei dieser Sendeleistung nur mit einem Takt/Pausenverhältnis von 10% gesendet werden. DATAEAGLE Betriebssystemsoftware beachtet diese Vorgabe Frequenzband MHz & Zeitschlitztechnik Das MHz Frequenzband ist ein zulassungspflichtig. Es darf ausschließlich für den professionellen und lizenzierten Datenfunk benutzt werden. Bei Zeitschlitztechnik 448MHz stehen bundesweit 5 Sonderfrequenzen von 447,9750 MHz bis 448,1375 MHz mit je 12,5kHz Kanalbreite zur Verfügung. Die äquivalente Sendeleistung kann bis zu 6 Watt betragen, Richtantennen mit hohem Gewinn dürfen, bzw. müssen ausdrücklich gemäß Bundesnetzagentur (Regulierungsbehörde) eingesetzt werden. Zeitschlitzverfahren Einsatzgebiet Im so genannten Zeitschlitzverfahren bei 448MHz können max. 10 Anwender innerhalb 1 Minute jeweils 6 Sekunden innerhalb der zugewiesenen Frequenz im Zeitschlitz Daten übertragen. Die Steuerung des Zeitschlitzes erfolgt mittels DCF77 Signal der PTB Braunschweig. Das Zeitschlitzverfahren ist überall dort einsetzbar, wo es keine zeitkritischen Daten gibt oder wo Übertragungsdaten gesammelt und als Paket gesendet werden können. Dieses Verfahren ermöglicht es fest installierte lokale Datenfunknetze, z.b. für Messdaten Steuerungen, Alarmübertragungen insbesondere im Bereich Gas, Wasser, Abwasser oder Stromversorgung, aufzubauen. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-7

21 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Aufbau und Funktion Für eine Datenübertragung werden zwei Funkeinheiten benötigt. Jede Funkeinheit besteht aus: DATAEAGLE DCF77 TCU (Time Control Unit = Zeitschlitzgeber) Funkgerät Antenne und Antennenkabel Kabel DATAEAGLE Steuerung Abb. 3.2.: Aufbau eines 448 MHz Funksystems Der DATAEAGLE ist das Bindeglied zwischen Steuerung und Zeitschlitzgeber DCF77. Er kontrolliert und steuert die Datenübertragung. Der Zeitschlitzgeber wird für die Zeitsynchronisierung benötigt. Er gibt den Zeitpunkt vor, in dem gesendet werden darf. Es können 10 Abschnitte a 6 Sekunden eingestellt werden. Das Funkgerät ist der externe Sender bzw. Empfänger. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-8

22 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Eine Funkeinheit übernimmt die Rolle des Funkmasters, die anderen Funkeinheiten arbeiten als Funkslaves. Ein Funkmaster kann bis zu 99 Funkslaves ansprechen. Jedem Slave wird eine Stationsadresse zugewiesen. Der Funkmaster spricht in einem Durchlauf selbständig alle im Funknetz integrierten Slaves an und tauscht Daten in beiden Richtungen aus. Jedem Slave wird dabei ein eigener Datenbereich zugewiesen. Für die Funktion des Funknetzes spielt es keine Rolle über welche Hardwareschnittstelle und über welches Protokoll der DATAEAGLE dann seine Daten mit der Steuerung austauscht. Können in einem Zeitschlitz nicht alle Slaves vom Master angesprochen werden. Wartet der DATAEAGLE Master auf den nächsten Zeitschlitz um mit der Übertragung fortzufahren. Aus sicht der SPS ist hier keine Software nötig. Gebühren + Folgekosten Nur Deutschland Die Frequenzgebühr beträgt je eingesetzte Sendefunkanlage lediglich ca. 28 (2 x 14.- pro Sender) jährlich, weitere Kosten für die Datenübertragung fallen nicht an (nichtöffentliches Datenfunknetz für Fernwirkund Alarmierungszwecke, Fernwirkfunkanlagen Amtsblatt 30/96 Frequenzbeitragsnutzungsverordnung). Einmalig wird für die Frequenzzuteilung eine Gebühr von 65.- erhoben. Ein Zuschlag von 5.- erfolgt für jede Sendefunkanlage. Amtsblatt 17/97 Vfg. 139/1997 Frequenzgebührenordnung Zulassung Nur Deutschland Die Zulassung muss bei der Bundesnetzagentur beantragt werden ( Hier finden Sie auch die für das Bundesland zuständigen Adressen Problematisch wird die Frequenzzuteilung innerhalb einer 40km Grenzzone zu den Nachbarländern der BRD. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-9

23 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Frequenzband 459 MHz ISM Das 459 MHz Frequenzband ist zulassungspflichtig. Es stehen folgende Frequenzen zur Verfügung: Frequenzen Bandbreite Bitrate 459,5300MHz 20kHz 4800bps 459,5500MHz 20kHz 4800bps 459,5500MHz 25kHz 9600bps 459,5700MHz 20kHz 4800bps 459,5900MHz 20kHz 4800bps Frequenzzuteilung erfolgt durch die zuständige Außenstelle der Bundesnetzagentur (ex RegTP). Dabei sind folgende Parameter einzuhalten: Die Sendeleistung ist auf das notwendige Maß zu begrenzen, sie darf maximal 6W betragen, bezogen auf die Verwendung einer Rundstrahlantenne mit 0db Gewinn bezogen auf den Lambda/2 Dipol Antennen mit Richtwirkung, auch mit Gewinn, können eingesetzt werden. Bei Gewinnantennen ist die Sendeleistung entsprechend zu reduzieren. Bsp. 6 db Gewinnantennen darf die Ausgangsleistung max. 1,5W betragen. bei Punkt-zu-Punkt Verbindungen ist der Einsatz von Antennen mit Richtwirkung vorzuschreiben Für den reinen Empfang wird der Antennengewinn nicht begrenzt Besonderheiten bei der Antenne: Im 459 MHz Band dürfen keine Rundstrahlantennen mit Antennengewinn verwendet werden. Auch andere Funkanwendungen haben Zugriff auf diese Frequenzen. Dadurch besteht kein Schutz vor Störungen. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-10

24 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE Einsatzgebiet, Kosten und Zulassung Aufbau und Funktion Einsatzgebiet, Kosten und Zulassung entsprechen dem 448 MHz Frequenzband. Das 459MHz Band kann ohne Zeitschlitz verwendet werden, wenn nicht mehr als 1 Stunde am Tag gesendet wird. Bei einer Übertragungsrate von 2400 Bit/Sekunde ergibt sich ein Übertragungsvolumen von 864kByte pro Tag, wenn 1 Stunde am Tag gesendet wird. Eine Datenübertragung benötigt 80Byte. Bei 4800bps kann der Datendurchsatz verdoppelt, bei 9600bps vervierfacht werden. In diesem Fall wird keine DCF77 TCU benötigt. Bei größeren Datenmengen muss die Übertragung mit Zeitschlitz erfolgen und der Aufbau ist identisch zum 448 MHz Frequenzband. Beispielrechnung: Bytes / Tag./. 80 Byte Telegrammlänge = Anzahl Datentransfer pro Tag Übertragungen bei 20 Slaves = 540 Übertragungen pro Tag und Slave 540 Übertragungen pro Slave./.24 Stunden= 22 Übertragungen pro Stunde und Slave 22 Übertragungen pro Stunde = 1 Übertragung alle 3 Minuten GSM/Telefon/Standleitung Steuerungen können statt per Funk auch über Analog Modem, ISDN und GSM Telefonverbindungen sowie über 2 draht Standleitung und über Partyline gekoppelt werden. Mehr Informationen über Aufbau, Funktion sowie Montage und Inbetriebnahme erhalten Sie direkt von Schildknecht. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-11

25 Kapitel 3 Einführung DATATEAGLE 3.4 Anwendungsklassifizierung Um zu prüfen, ob eine Anwendung mit einer Funkübertragung ausgerüstet werden kann, ist es wichtig, die Anwendung bereits im Vorfeld zu klassifizieren. Grundlage dazu ist die Klassifizierung des ISA 100 Komitees. Klasse Bezeichnung Klasse 0 Notfallmaßnahme Beispiel Notabschaltung, automatischer Brandschutz Klasse 1 Klasse 2 geschlossener Regelkreis (Steuerung) geschlossener Regelkreis (Überwachung) direkte Aktorsteuerung niederfrequenter Regelkreis Klasse 3 offener Regelkreis manuelle Pumpensteuerung Klasse 4 Visualisierung Wartung, Internet über WLAN Klase 5 Aufzeichnung senden von Ereignissen Die Klasse 0 stellt die geringsten Anforderungen, die Klasse 5 die höchsten Anforderungen an eine Funkübertragung. Über WLAN im Internet zu surfen ist eine typische Anwendung der Klasse 4. Nur wenige Anbieter und Anwender haben bisher Erfahrungen mit geschlossenen Regelkreisen über Funk (Klasse 1) oder mit Sicherheitsfunktionen wie Not- Aus über Funk (Klasse 0). Überprüfen Sie Ihre Anwendung und vergleichen Sie andere technische Lösungen und Lösungen von Wettbewerbern ob diese den jeweiligen Anwendungsklassen entsprechen. DATAEAGLE 3002 kann Anwendungen bis Klasse 0 (mit Profisafe) erfüllen. Datenfunksystem DATAEAGLE 3-12

26 Kapitel 4 Lieferprogramm 4 Lieferprogramm 4.1 Übersicht Geräte Bezeichnung Der Begriff DATAEAGLE ist eine eingetragene Marke und steht für die Gerätefamilie der Datenfunksysteme der Schildknecht AG. Es handelt sich um ein modulares System, bei dem die unterschiedlichsten Hardware Schnittstellen, wie auch Funktechnologien eingesetzt und teilweise kombiniert werden können. Die folgende Aufstellung zeigt den Geräteschlüssel. Die 1. Stelle bezeichnet die Gerätefamilie DE 1xxx DE 2xxx DE 3xxx DE 4xxx DE 5xxx serielle Schnittstellen über Funk Steuerungen per Funk verbinden Profibus über Funk industrielles WLAN Ethernet über Funk MPI über Funk Operatorpanel über Funk Die 2. Stelle bezeichnet die eingesetzte Übertragungstechnologie, in der Regel Funk x0xx WLAN ISM 2,4GHz lieferbar x1xx DECT 1,9GHz lieferbar x2xx 433MHz i.v. x3xx Short Range Devices 869 MHz lieferbar x4xx zulassungspflichtig MHz lieferbar x5xx GSM/GPRS Mobilfunk lieferbar x6xx Telefon Festnetz lieferbar x7xx Bluetooth lieferbar x9xx transparenter Kanal lieferbar xbxx Enocean Funktechnologie Batteriebetrieb lieferbar Die 3. und 4. Stelle bezeichnen spezielle Hard oder Softwareversionen, z.b.: DE3000, DE3002 Profibus Punkt zu Punkt oder Netzwerk DE2600, DE2610 Standleitung oder Partyline DE 2400, DE Mhz / 459 MHZ Sender Datenfunksystem DATAEAGLE 4-1

27 Kapitel 4 Lieferprogramm 4.2 Lieferbare Geräteserien und ihre Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen DE 1000 (*) Transparente Übertragung RS232, RS422, RS485, 20mA Baud Ankopplung von Programmiergerät an SIEMENS S5 Ankopplung von Programmiergerät an SIEMENS S7 DE 2000 SIEMENS S7 300/400 MPI Feldbusmodul Siemens S7 200 MPI/PPI 187,5kbit Profibus DP Slave Profinet Client SIEMENS S5 L R Protokoll Digitale Ein- und Ausgänge + Analoge Ein- und Ausgänge 1 Digitaler Ein und Ausgang direkt am Gerät DE 2100 Steuerungen verbinden über zulassungsfreies DECT Band 250mW DE 2320 Steuerungen verbinden über zulassungsfreies 869Mhz Band 500mW DE 2400 Verwendung von 448MHz HF Module mit Zeitschlitztechnik und 2 Watt Sendeleistung Datenfunksystem DATAEAGLE 4-2

28 Kapitel 4 Lieferprogramm Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen DE 2410 Verwendung von 459MHz HF Module mit bis zu 2 Watt Sendeleistung DE 2500/2530 Steuerungen verbinden über Mobilfunk GSM/GPRS Technik Geräteserie Funktionen DE 2600 Steuerungen verbinden über Telefonfestnetz-Leitung Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen DE 2610 Verbindungsstrecke zwischen DATAEAGLE ist eine ISDN Telefon Leitung DE 2620 Verbindungsstrecke zwischen DATAEAGLE ist eine Standleitung DE 2630 Verbindungsstrecke zwischen DATAEAGLE ist eine 2-Draht Partyline, d.h. es können mehrere Empfänger angeschlossen werden. DE 2700 Steuerungen verbinden über zulassungsfreies 2.4GHz Band mit Bluetooth 100mW DE 3002/3003 Transparente Wireless Profibus DP Verbindung mit 2.4GHz auf WLAN basierender propritärer Funktechnologie Datenfunksystem DATAEAGLE 4-3

29 Kapitel 4 Lieferprogramm Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen DE 3100 Profibus DP Verbindung für einen abgesetzten Profibus Normslave (Volle Busgeschwindigkeit) Übertragungsmedium DECT DE 3610 Profibus DP Verbindung für einen abgesetzten Profibus Normslave (Volle Busgeschwindigkeit) über Standleitung DE 3703 Profibus DP verbinden über zulassungsfreies 2.4GHz Band mit Bluetooth 100mW DE 4000 (*) Ethernet Verbindung zu einem TCP/IP Client Geräteserie Funktionen DE 5000 (*) Transparente MPI Verbindung im 2.4GHz Band Datenfunksystem DATAEAGLE 4-4

30 Kapitel 4 Lieferprogramm Geräteserie Funktionen DE 5100 (*) transparente MPI Verbindung im DECT Band Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen Geräteserie Funktionen DE 5500 (*) transparente MPI Verbindung über GSM Mobilfunkverbindung DE 5600 (*) transparente MPI Verbindung über Festnetztelefonverbindung DE 5700 (*) transparente MPI Verbindung über zulassungsfreies 2.4GHz Band mit Bluetooth 100mW Informationen zu den mit (*) gekennzeichneten Geräteserien finden Sie in einer separaten Betriebsanleitung. Für einige dieser Funktionen sind Bestückungs- und Preisoptionen notwendig Datenfunksystem DATAEAGLE 4-5

31 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion 5 Gerätevarianten und Funktion 5.1 DATAEAGLE 2X Einleitung Die DE 2X00 Familie ist ideal zur Verbindung von zwei oder mehreren Speicher Programmierbaren Steuerungen (SPS). Mit den integrierten Hard- und Software-Protokollen auf der Schnittstellenseite und gegebenenfalls noch notwendigen Feldbusschnittstellen ist es möglich, Profibus DP, SIEMENS S7 300/400 MPI, Profinet IO client, Siemens S7 200 PPI oder Ein/Ausgabe-Baugruppen and die Funkmodems anzukoppeln. Es können zum Beispiel SIEMENS S5 und S7 Steuerungen direkt miteinander verbunden werden. Durch das durchgängige Konzept ist es auch möglich DATAEAGLE mit unterschiedlichen Geräteschnittstellen zu kombinieren. Ein- und Ausgänge können direkt an S5 und S7 angekoppelt werden, eine S5 kann per Funk mit einer S7 verbunden werden oder ein PC mit einer 3964R Softwareschnittstelle kann auf eine S7 zugreifen. Digitale und Analoge Ein- und Ausgangsmodule können ebenfalls an die Funkmodems angeschlossen werden. Damit kann man diese physikalischen Signale per Funk übertragen und an dem Partnergerät wieder zur Verfügung stellen. Durch modularen Austausch der Funkmodule können auch größere Entfernungen realisiert werden. Erwähnt werden soll hier der DE 2400/2410 der im nichtöffentlichen und zulassungspflichtigen Bereich 448 bzw. 459 MHz sendet. Eine Besonderheit stellt auch der DE 2500/2600 dar. Hier wird das Telefonnetz, Standleitung bzw. GSM Mobilfunknetz als Übertragungsmedium verwendet. Die Ankopplungen über die Schnittstellen zu den Steuerungen bleiben auch bei den unterschiedlichen Übertragungsmedien unverändert. Die Schnittstellen zu den Steuerungen sind völlig entkoppelt und rückwirkungsfrei von der Funkstrecke. Sollte die Funkstrecke gestört sein hat dies keine Auswirkungen auf die Protokollschnittstelle. In der Praxis hat sich dieses Konzept als sehr robust und alltagstauglich bewährt. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-1

32 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Funktionsprinzip Jede Steuerung an die ein DATAEAGLE angeschlossen ist definiert einen Bereich in dem empfangene Daten und zu sendende Daten abgelegt werden - das Sende- und das Empfangsfach. Jeder DATAEAGLE verfügt ebenfalls über ein Sende- und ein Empfangsfach. Abb. 5.1: Funktionsprinzip In das Sendefach werden vom SPS Zyklusprogramm die Daten geschrieben (Schritt 1). Diese Daten werden vom DA- TAEAGLE ausgelesen und in das Sendefach des DA- TAEAGLE abgelegt (Schritt 2). Anschließend werden die Daten aus dem Sendefach des DATAEAGLE per Funk an den Partner DATAEAGLE gesendet (Schritt 3) und dort im Empfangsfach abgelegt. Der DATAEAGLE auf der Empfangsseite schreibt dann die Daten aus seinem Empfangsfach in das Empfangsfach der SPS (Schritt 4). Im letzten Schritt werden dann vom Zyklusprogramm der Empfänger-SPS die Daten aus dem Empfangsfach ausgelesen und weiter verarbeitet (Schritt 5). Die Datenübertragung ist jetzt abgeschlossen. 2 S7 Master 1 SF MPI SF Esc Enter Zyklusprogramm EF EF Dataeagle Master ((((((( 3 ((((((( S7 Slave SF Esc Enter MPI SF 5 EF Dataeagle Slave EF Zyklusprogramm 4 Datenfunksystem DATAEAGLE 5-2

33 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Die beiden DATAEAGLE tauschen also nur Ihre jeweiligen Sende und Empfangsfächer aus. Dieser Austausch ist nun völlig unabhängig davon, welcher SPS Typ am jeweiligen DATAEAGLE angeschlossen ist. Es kann sich dabei um Steuerungen, Industrie PC, Ein- und Ausgabebaugruppen oder Feldbusgateways für PROFIBUS DP, Profinet IO client, SIEMENS MPI BUS oder CAN Bus (in Vorbereitung) handeln. Für diese Hardwareschnittstellen sind Treiber im DATAEAGLE DE 2X00 bereits vorhanden die nun wiederum die Übertragung der Sende- und Empfangsfächer übernehmen. Dieses Prinzip wird Postfachbetrieb genannt. Der Postfachbetrieb hat einen einfachen Grund: Sie sparen Programmieraufwand und Zeit, da Sie sich so nur auf Ihre Daten konzentrieren müssen. Die Transportfunktion wird im DATAEAGLE DE 2X00 erledigt. Je nach Gerätetyp und Schnittstelle, transportiert DATAEAGLE dann das Sendeund Empfangspostfach entsprechend dem Protokoll der PROFIBUS DP Schnittstelle, der Siemens S7 MPI Schnittstelle, der SIEMENS S5 PG Schnittstelle, 3964R über eine CP 341/441 Kommunikationsbaugruppe oder auch einem Protokoll zur Ansteuerung von E/A Baugruppen wie digitale 24 V Relais Ein/Ausgänge oder analoge 12bit Ein/Ausgänge. Innerhalb unserer Gerätefamilie DE2X00 können Sie über diese Postfächer also zum Beispiel Datenworte eines Datenbausteins in der SIEMENS S7 200 an eine andere S7 300 oder an eine SIEMENS S5 oder an E/A Baugruppen übertragen. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-3

34 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Verbindungsarten Punkt-zu-Punkt Verbindung Die Punkt-zu-Punkt Verbindung besteht das Funknetzwerk nur aus einem Funk-Master und einem Funk-Slave. Sie müssen 1 DATAEAGLE als Master einstellen und einen als Slave. Bei der Punkt-zu-Punkt Verbindung ist es unwichtig an welcher Steuerung z.b. der Master DATAEAGLE angeschlossen ist. Steuerung 1 DATAEAGLE1 DATAEAGLE2 Steuerung 2 Abb. 5.2: Punkt-zu-Punkt Verbindung Funknetzwerk Eine herausragende Eigenschaft der DATAEAGLE DE 2X00 Funkmodems ist die Möglichkeit, ein ganzes Netzwerk mit mehreren DATAEAGLE zu realisieren. Abb. 5.3: Funknetzwerk Datenfunksystem DATAEAGLE 5-4

35 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Im Funknetzwerk tauscht der DATAEAGLE Master selbständig Daten zwischen den im Funknetzwerk befindlichen DA- TAEAGLE Slaves. Hierbei muss ein DATAEAGLE als Funkmaster und die weiteren als Funkslaves in der Schnittstellentreiber Parametrierung eingestellt werden (s. Kapitel X Einstellen und Bedienen). Bei den Gerätetypen DE 2000 (2.4GHz), DE 2300 (869MHz), DE 2400 kann es nur einen Master geben, jedoch mehrere Slaves. Beim Gerätetyp DE 2100 und dem Funkstandard DECT ist auch ein Multimaster Betrieb möglich. Jede SPS wird mit einem DATAEAGLE ausgerüstet. Beim DATAEAGLE an der Zentralen SPS (Master) werden alle Slaveteilnehmerdaten in den Sende- und Empfangsfächern hintereinander abgelegt. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-5

36 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Bauart Funkmodule der DE 2X00 Familie sind in zwei Gehäusevarianten (ausgenommen DE 2000) verfügbar: DATAEAGLE Classic DATAEAGLE Compact2 Der DATAEAGLE Classic ist universell einsetzbar. Der DATAEAGLE Compact kann bei einer Punkt-zu-Punkt Verbindung sowohl als Master als auch als Slave eingesetzt werden. Bei Anwendungen mit Steuerungen muss an die Steuerung ein DATAEAGLE Classic angeschlossen werden. Die Slaves können als DATAEAGLE Compact ausgeführt sein. Beim DATAEAGLE Classic werden alle Einstellungen über die integrierte Tastatur und dem Display durchgeführt. Beim DATAEAGLE Compact erfolgt die Einstellung der über ein Terminalprogramm, z.b. Hyperterminal. Dazu ist das Funkmodem über ein serielles Schnittstellenkabel (im Lieferumfang enthalten) an den PC anzuschließen. Im Terminalprogramm wird die Bedienoberfläche des DA- TAEAGLE Classic abgebildet. Das Menüsystem ist dabei völlig identisch zum DATAEAGLE Classic. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-6

37 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Schnittstellentreiber für die DE 2X00 Familie Die folgenden Schnittstellentreiber stehen für die DE 2X00 Familie zur Verfügung. Auswahl und Einstellung der verwendeten Hardwareschnittstellen werden im Menüpunkt Schnittstellentreiber eingegeben (s. Kapitel Einstellen und Bedienen ). S5 L1 Master Betriebsart Postfach für S5 Ankopplung über die PG Schnittstelle mit L1 Protokoll. Der Datenaustausch erfolgt über einen Datenbaustein der SPS. (Siehe Montage und Inbetriebnahmeanleitung DE 2X000) S7 300/400 MPI Bridge S7 200 PPI Bridge Ext. IO Port 3964R Profibus DP Slave Terminal Betriebsart Postfach für S7 Ankopplung über die MPI Schnittstelle. Dazu wird die Option MPI als Hardware Voraussetzung benötigt. Der Datenaustausch erfolgt über einen Datenbaustein der SPS. (Siehe Montage und Inbetriebnahmeanleitung DE 2X000) Betriebsart Postfach für S7 200 über die PPI Schnittstelle (187kbit). Dazu ist die Option PPI/MPI notwendig. Ankopplung von externen Ein -und Ausgangsmodulen. Die E/A Daten werden in der Betriebsart Postfach so aufbereitet, dass sie im Partnergerät im Datenbaustein abgebildet werden. Dazu wird die Option RS485 benötigt. (Siehe Montage und Inbetriebnahmeanleitung DE 2X000) Über dieses Protokoll können Daten über eine externe Baugruppe aus der Steuerung ausgelesen werden. Die DE 2XXX Familie ist mit einem Profibus DP Slave Interface lieferbar. DATAEAGLE verhält sich wie ein Profibus DP/DP Koppler. Kommuniziert wird wie bei MPI über Sendeund Empfangsbausteine. Lieferbare Funktionsbausteine übernehmen die Kommunikation aus dem Zyklusprogramm. Betriebsart Operatorpanel. Display und Tastatur des DA- TAEAGLE werden als OP verwendet. Die Meldungen die auf dem Display dargestellt werden sollen liegen als ASCII Zeichen in der Steuerung. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-7

38 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion 5.2 DATAEAGLE 3X Einleitung Die Gerätefamilie DATAEAGLE DE 3000 ermöglicht die transparente Übertragung von Profibus über Funk. Für Profibus-Master und -Slaves ist die Datenübertragung völlig transparent. Es sind keine Änderungen gegenüber einer Kabelverbindung notwendig. Der Funk-Master verhält sich wie ein Profibus-Slave, d.h. auf der Masterseite können weitere kabelgebundene Profibus-Slaves angeschlossen werden. Die Datenübertragung kann als Punkt-zu-Punkt Verbindung oder als Funknetz, d.h. ein Sender (DE-Master) und mehreren Empfängern (DE-Slaves) aufgebaut werden Abb. 5.4: Punkt-zu-Punkt Verbindung Datenfunksystem DATAEAGLE 5-8

39 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Abb. 5.5: Funknetz Die maximale Busgeschwindigkeit beträgt 1,5Mbit. Nach der Funkstrecke wird der Profibus mit fix 187,5kbit weitergeführt. Bitte beachten Sie die größere Signalverzögerung beim Einsatz einer Funkstrecke. Sie liegt ca. zwischen 20ms und 80 ms. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-9

40 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Gerätefamilie Die Gerätefamilie DATAEAGLE DE 3000 besteht aus einer Vielzahl von Gerätetypen mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen für die verschiedenen Funktechnologien. Die Tabelle zeigt das gesamte Produktspektrum. Bezüglich Aufbau und Funktion sind alle Geräte identisch, d.h. die Beschreibung der Installation und der Einstellungen gilt für alle Gerätetypen. Funktechnologie Profibus Interface 2.4GHz DSSS 2.4GHz b 2.4GHz Bluetooth 1.9GHz DECT 868MHz 459MHz Profisafe, 1,5Mbit Diagnoseslave, 7 DP Slaves oder 7 DE Slaves Profibus 1.5Mbit Diagnoseslave, 3 DP Slaves oder 3 DE Slaves Profibus 500 kbit Diagnoseslave, 3 DP Slaves oder 3 DE Slaves Profibus 187,5 kbit Diagnoseslave, Punkt-zu-Punkt Datenfunksystem DATAEAGLE 5-10

41 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Dataeagle und Profisave-Anwendungen Unter Profisafe wird das Übertragungsmedium als Black Cannel bezeichnet, d.h. es ist kein Bestandteil der Sicherheit. Da der DATAEAGLE sich wie ein Kabel verhält, beeinflusst er die Sicherheitsfunktion nicht. Die Sicherheitsfunktionen werden von der Siemens F CPU und in den entsprechenden Profisafe Baugruppen (z.b. Siemens ET200 IM 153 mit Eingangsbaugruppe) ausgeführt. Abb. 5.6: DATAEAGLE und Profisafe Prüfen Sie unbedingt, ob die Signalverzögerung der Funkstrecke oder eine mögliche Unterbrechung der Funkstrecke (Auslösen des SIL Monitors) Sicherheitskriterien beeinflusst. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-11

42 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Die Tabelle zeigt die Data-Exchangetime der verschiedenen Gerätetypen zum Profibusteilnehmer nach der Funkstrecke bei einer Busgeschwindigkeit von 500kbit/s. Funktechnologie Gerätetyp Verzögerung 2.4GHz DSSS 3002, 3003, ms 2.4GHz b 3012, 3013, ms 2.4GHz Bluetooth 3702, 3704, 3704, ms 1.9GHz DECT 3102, 3103, 3104, ms 868MHz 3303, ms 459MHz 3403, ms Diese Zeitverzögerungen werden durch das geräteinterne Profibus - Wireless Protokollhandling verursacht. Erfahrungsgemäß bringt eine Erhöhung der Profibus Geschwindigkeit über 500kbit/s keine weiteren Verbesserungen. Aus praktischen Erfahrungen hat sich gezeigt, dass die SIL Monitortime auf mindestens 500ms bis 800ms erhöht werden muss. Diese Zeit wird in der CPU eingestellt und definiert, innerhalb welcher Zeit die Sicherheitsfunktionen bei Ausfall der Verbindungsstrecke oder eines Teilnehmers diesen Zustand erkennen und in den sicheren Betriebszustand gehen. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-12

43 Kapitel 5 Gerätevarianten und Funktion Integrierter Diagnosslave Optional kann der DATAEAGLE -Master mit Diagnose-Slave (DS) ausgestattet sein. Neben der transparenten Funkstrecke bekommt der DATAEAGLE somit eine eigene DP Adresse. Der Diagnose-Slave ermöglicht es Ihnen, die Funkstrecke messbar zu machen. Als Variable liefert die Software dem Profibus Master interne Werte und Zustände der Funkstrecke. Mehr Information dazu finden Sie in Kapitel Leistungsgrenzen Bitte beachten Sie folgende Leistungsgrenzen: Nach der Funkstrecke können nur DP Slaves angeschlossen werden. Die Anzahl der Profibus DP Slaves ist auf 8 begrenzt. Datenfunksystem DATAEAGLE 5-13

44 Kapitel 6 Antennen 6 Antennen 6.1 Einleitung Antennen dienen zum Empfangen oder Senden von elektromagnetischen Wellen. Eine Sendeantenne wandelt elektromagnetische, leitungsgebundene Wellen in Freiraumwellen um, die eine Empfangsantenne wieder in leitungsgebundene elektrische Wellen zurückwandelt. Der Einsatz der richtigen Antenne ist entscheidend für die Qualität der Datenübertragung. Nachfolgend werden zum besseren Verständnis erst einige Fachbegriffe erläutert. Anschließend werden verschiedene Antennen beschrieben, die für die unterschiedlichen Funktechnologien und Anforderungen optimal auf die Datenfunksysteme DATAEAGLE abgestimmt sind. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-1

45 Kapitel 6 Antennen 6.2 Fachbegriffe Zum besseren Verständnis werden in diesem Abschnitt einige Fachbegriffe aus der Antennenwelt erläutert. Reziprozität Reziprozität oder Umkehrbarkeit ist gegeben, wenn in einer Anordnung die Position von Ursache und Wirkung miteinander vertauscht werden können, ohne dass die Verknüpfung zwischen Ursache und Wirkung sich ändert. Antennen sind grundsätzlich reziprok. Sie zeigen sowohl beim Senden als auch beim Empfang gleiche Eigenschaften. In der Praxis gilt die Reziprozität nur begrenzt. Antennen mit zu hohem Antennengewinn (s. Antennengewinn) können aufgrund gesetzlich begrenzter Senderleistung zwar als Empfangs- aber nicht als Sendeantenne eingesetzt werden. Rundstrahl- und Richtantennen Rundstrahlantennen sind Antennen, mit einer nach allen Richtungen (in der horizontalen Ebene) gleichförmige Abstrahlcharakteristik. Die rundstrahlende Charakteristik ist insbesondere bei beweglichen Funksendern oder Empfängern von Vorteil. Richtantennen sind Antennen mit einer bevorzugten Strahlungsrichtung. Durch die Richtwirkung wird der Empfang von Störsendern, die außerhalb der Haupt- oder Nebenkeulen liegen, gedämpft. Die Bevorzugung von bestimmten Richtungen bei der Abstrahlung oder dem Empfang gegenüber einer Bezugsantenne bezeichnet man als Antennengewinn. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-2

46 Kapitel 6 Antennen Antennengewinn Der Antennengewinn ist ein Maß für die Richtwirkung und die elektrische Qualität (Wirkungsgrad) einer Antenne. Je stärker eine Antenne die Strahlen bündelt, desto weiter kann sie senden oder umso weiter entfernte Sender kann sie empfangen. Je größer die Richtwirkung und desto besser der Wirkungsgrad einer Antenne ist, desto größer ist ihr Antennengewinn. Der Antennengewinn vergleicht eine Bezugsantenne mit einer Richtantenne. Der Antennengewinn wird in der Regel in der Hilfsmaßeinheit Dezibel (db) angegeben. Als Bezugsantenne dient der theoretische Kugelstrahler (Isotropantenne) mit einem Antennengewinn von 0 dbi. Dieser strahlt die zugeführte Leistung gleichmäßig in alle Himmelsrichtungen ab, auch nach oben und unten. Eine Richtantenne strahlt die Strahlungsleistung in bestimmten Richtungen verstärkt ab, während zugleich in anderen Richtungen die abgegebene Strahlungsleistung abnimmt. Öffnungswinkel Die bevorzugte Strahlungsrichtung wird durch die so genannte Hauptkeule charakterisiert. Der Öffnungswinkel ist der Bereich, in dem die Strahlung noch nicht auf weniger als 3dB = 0,5 abgefallen ist. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-3

47 Kapitel 6 Antennen Äquivalente Sendeleistung - EIRP Die äquivalente Sendeleistung (EIRP) gibt an, mit welcher Sendeleistung ein Isotropstrahler versorgt werden müsste, um im Fernfeld die selbe Feldstärke zu erzeugen wie eine Richtantenne in ihrer Hauptsenderichtung. Oder anders ausgedrückt: EIRP ist die tatsächlich abgestrahlte Leistung, die sich aus der Sendeleistung der Quelle (in unserem Fall dem DATAEAGLE) abzüglich aller Dämpfungsverluste, z.b. durch Kabel, Adapter, Blitzschutz zuzüglich des Antennengewinns zusammensetzt. Mit folgender Formel lässt sich der EIRP berechnen: EIRP = 10 (g/10) * P [W] g = Antennengewinn (dbi), P = Summe der Sendeleistungen Die äquivalente Sendeleistung ist vom Gesetzgeber reguliert: Die maximal erlaubten Werte variieren je nach Frequenzband (z.b. 100 mw für 2,4 GHz). Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Regelungen und Regulierungsbehörden wird eine Recherche bzw. Nachfrage beim zuständigen Regulierer empfohlen. Beispielrechnungen: Sendeleistung des DATAEAGLE = 63 mw Antennengewinn = 2 dbi EIRP = 10 (2/10) * 63mw = 1,585 *63 = 99,86 mw Sendeleistung des DATAEAGLE = 63 mw Antennengewinn = 4 dbi EIRP = 10 (4/10) * 63mw = 2,51 *63 = 158,13 mw Durch Kabel und Anschlussdämpfung von ca. 2 db können Antennen mit einem Antennengewinn bis 4 dbi zum Senden verwendet werden. Bei größerem Antennengewinn wird ein Dämpfungsglied benötigt. Auf der Empfängerseite darf der Antennengewinn höher sein. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-4

48 Kapitel 6 Antennen Antenna diversity Antenna diversity bezeichnet ein Verfahren, bei dem mehrere Antennen pro Sender oder Empfänger verwendet werden, um Interferenz-Effekte bei der Funkübertragung zu reduzieren. Dies ist besonders bei mobilen Funkanwendungen sinnvoll. Bei der Ausbreitung von Funkwellen treten Reflexionen der Funkwelle an Gebäuden oder dem Erdboden auf, ähnlich wie beim Schall Echos in den Bergen. Es kann dann passieren, dass sich die direkte Funkwelle mit einer reflektierten Funkwelle an einer bestimmten Stelle auslöscht (Interferenz), da es zwischen beiden aufgrund der unterschiedlichen Weglänge zu einem Laufzeitunterschied und damit zu einer Phasenverschiebung kommt. Benutzt man nun mehrere Empfangsantennen, so ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sich mindestens eine der Antennen an einer Stelle befindet, die nicht von der Signalauslöschung betroffen ist. Entsprechend ist im Empfänger eine Funktion erforderlich, die erkennt, welche der Antennen gerade das beste Signal empfängt und dann deren Signal verwendet. Link Budget Eine Link Budget Berechnung dient dazu, die Reichweite eines Signals abzuschätzen. In die Berechnung fließen unter anderem folgende Faktoren mit ein: - Sendeleistung - Antennengewinn - Empfängerempfindlichkeit - Freiraumdämpfung Alle Faktoren werden als db-werte abgeschätzt und addiert bzw. subtrahiert. Am Ende ergibt sich ein db-wert, der nicht unterschritten werden sollte. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-5

49 Kapitel 6 Antennen Eine hohe Empfängerempfindlichkeit wirkt genauso wie eine Erhöhung der Sendeleistung. Da die Empfängerempfindlichkeit mit steigender Datenübertragungsrate schlechter wird, ist eine niedrige Datenübertragungsrate anzustreben. Fresnelzone Als Fresnelzonen bezeichnet man bei einer Funkübertragung bestimmte räumliche Bereiche zwischen Sende- und Empfangsantenne. Die Fresnelzone ist ein gedachtes Rotationsellipsoid zwischen den Antennen. Innherhalb der Fresnelzone wird der Hauptteil der Energie zwischen Sender und Empfänger übertragen. In der Fresnelzone sollten sich daher keine Hindernisse befinden. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-6

50 Kapitel 6 Antennen 6.3 Antennen für 2,4 GHz Antennenanschluss Der DATAEAGLE mit 2.4GHz WLAN- Funksystem verfügt über zwei getrennte SMA Antennenanschlüsse und wird im diversity mode betrieben. Der DATAEAGLE mit 2.4GHz Bluetooth bzw. Zigbee verfügt über einen SMA Antennenanschluss. Für WLAN- Funksysteme Antenne 1 sendet und empfängt, Antenne 2 empfängt nur. Dabei wird automatisch auf den besseren Empfangskanal geschaltet. Es wird empfohlen, externe Antennen in einem Abstand von 10 bis 100 cm voneinander entfernt zu montieren. Bei Datenübertragungen zu bewegten Objekten (z.b. Kräne) ist die Montage der Antennen entscheidend für die Güte der Übertragung.! ACHTUNG Funkmodems mit zwei Antennenanschlüssen an denen nur eine Antenne angeschlossen ist, können beschädigt werden. Schließen Sie an ein Funkmodem mit zwei Antennenanschlüssen immer auch zwei Antennen an. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-7

51 Kapitel 6 Antennen Antennentypen 2,4 GHz Die Tabelle zeigt alle verfügbaren Antennentypen für 2,4 GHz Überragungsrate. Für die Antenne Art.Nr wird eine Stromversorgung und ein DC Einspeiseglied benötigt Antennentyp Art.Nr. Beschreibung Einsatzfall DEA_2400_GR Antenne 90 abgewinkelt Innenbereich Direkt am DATAEAGLE montiert Senden und Empfang DEA_2400_2R DEA_2400_4R DEA_2400_7R Rundstrahlantenne Lochmontage 2,5 db Antennengewinn Rundstrahlantenne 4 db Antennengewinn Rundstrahlantenne 7 db Antennengewinn DE_AN_L Rundstrahlantenne 9 db Antennengewinn DEA_2400_8O DEA_2400_14O DEA_2400_18O DEA_2400_6/18O Richtantenne 8dB V polarisiert Richtantenne 8dB CP polarisiert Richtantenne 14dB Antennengewinn Richtantenne 18dB Antennengewinn Richtantenne 6 db Antennengewinn Senden 29dB Antennegewinn Empfangen Außenbereich, Schaltschrank, Mobilteil Senden und Empfang Außenbereich, durch Kunstoffgehäuse sehr robust Schaltschrank, Mobilteil Senden und Empfang Außenbereich, Schaltschrank, Mobilteil Nur Empfang Außenbereich, Schaltschrank, Mobilteil. Nur Empfang Außenbereich, Feststation Nur Empfang Außenbereich, Feststation Nur Empfang Außenbereich, Feststation Nur Empfang Außenbereich, Feststation Senden und Empfang Eingang1! Datenfunksystem DATAEAGLE 6-8

52 Kapitel 6 Antennen Rundstrahlantenne Art.-Nr Schaltschrankeinbau Höhe 140mm Antennengewinn 2,5 db Rundstrahlantenne Art.Nr Schaltschrankeinbau, Außenbereich Höhe 490mm Antennengewinn 7 db Ohne Dämpfungsglied nur für Empfang Datenfunksystem DATAEAGLE 6-9

53 Kapitel 6 Antennen Rundstrahlantenne Art.Nr Schaltschrankeinbau Höhe 43mm Antennengewinn 4 db Richtantenne Art.-Nr Außenbereich Antennengewinn 18 db 20 Öffnungswinkel CP Polarisierend Ohne Dämpfungsglied nur für Empfang Datenfunksystem DATAEAGLE 6-10

54 Kapitel 6 Antennen Richtantenne Art.-Nr /10360/10774 Außenbereich Antennengewinn typabhängig (siehe Tabelle unten) Ohne Dämpfungsglied nur für Empfang Art.-Nr. Antennengewinn db V polarisiert db Senden 29 db Empfangen db CP polarisiert Datenfunksystem DATAEAGLE 6-11

55 Kapitel 6 Antennen 6.4 Antennen für 448/459 Mhz Antennenanschluss Der DATAEAGLE mit 448/459 Mhz Funksystem (DEx400) verfügt weder über eine Sende-/Empfangsteil noch über einen Antennenanschluss. Zwischen Antenne und DATAEAGLE wird ein HF-Modem eingesetzt. Dieses HF-Modem muss mit einer eigenen Software parametriert werden. Nehmen Sie Kontakt zu uns auf, wenn Sie ein 448/459 Mhz Funksystem aufbauen möchten. Wir unterstützen Sie bei der Parametrierung der HF-Modems. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-12

56 Kapitel 6 Antennen Antennentypen 448/459 MHz Richtantenne Art.-Nr Außenbereich, Mastmontage Antennengewinn 6,2 db Bei Sichtverbindung: Reichweite bis 20 km Im Stadtbereich: Reichweite bis 3 km Rundstrahlantenne Art.Nr Außenbereich, Mastmontage Antennengewinn 6 db Für Funkmaster beim Aufbau eines Funknetzwerks Datenfunksystem DATAEAGLE 6-13

57 Kapitel 6 Antennen 6.5 Antennen für 869 Mhz Antennenanschluss Der DATAEAGLE mit 869 Mhz Funksystem (DEx300) verfügt über einen SMA Antennenanschluss. Die Antenne wird direkt an den DATAEAGLE angeschlossen Antennentypen 869 MHz Rundstrahlantenne Art.-Nr Schaltschrankeinbau, Außenbereich Höhe 82mm Antennengewinn 0 db Richtantenne Art.Nr Außenbereich, Mastmontage Antennengewinn 10 db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-14

58 Kapitel 6 Antennen Rundstrahlantenne Art.Nr Mastmomtage, Außenbereich Höhe 490mm Antennengewinn 0 db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-15

59 Datenfunksystem DATAEAGLE 6-16

60 6.6 Antennen für GSM Mobilfunk Antennenanschluss Der DATAEAGLE mit GSM 900 Mhz Funksystem (DEx500) verfügt über einen SMA Antennenanschluss. Die Antenne wird direkt an den DATAEAGLE angeschlossen Antennentypen GSM Mobilfunk Rundstrahlantenne Art.-Nr Dachmontage Höhe 20,7mm Antennengewinn? db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-17

61 Kapitel 6 Antennen 6.7 Antennen für 1.9GHz DECT Antennenanschluss Der DATAEAGLE mit 1.9 GHz Funksystem (DEx100) verfügt über 2 getrennte SMA Antennenanschlüsse und wird im diversity mode betrieben. Antenne 1 sendet und empfängt, Antenne 2 empfängt nur. Dabei wird automatisch auf den besseren Empfangskanal geschaltet. Es wird empfohlen, externe Antennen in einem Abstand von 10 bis 100 cm voneinander entfernt zu montieren. Bei Datenübertragungen zu bewegten Objekten (z.b. Kräne) ist die Montage der Antennen entscheidend für die Güte der Übertragung.! ACHTUNG Funkmodems mit zwei Antennenanschlüssen an denen nur eine Antenne angeschlossen ist, können beschädigt werden. Schließen Sie an ein Funkmodem mit zwei Antennenanschlüssen immer auch zwei Antennen an. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-18

62 Kapitel 6 Antennen Antennentypen 1.9 GHz DECT Rundstrahlantenne Art.-Nr Schaltschrankeinbau Höhe 140mm Antennengewinn 2,5 db Rundstrahlantenne Art.Nr Schaltschrankeinbau Höhe 43mm Antennengewinn 4 db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-19

63 Kapitel 6 Antennen Richtantenne Art.Nr Außenbereich Antennengewinn 12 db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-20

64 Kapitel 6 Antennen Richtantenne Art.-Nr Außenbereich Antennengewinn 8 db Datenfunksystem DATAEAGLE 6-21

65 Kapitel 6 Antennen 6.8 Antennenzubehör Antennenkabel An die SMA Anschlüsse können spezielle Antennenkabel angeschlossen werden. Das Lieferprogramm enthält Kabel von 0,5m bis 4 m Länge. Prinzipiell können auch längere Kabel verwendet werden, jedoch ist die Kabeldämpfung bei dieser hohen Frequenz so stark, dass bei ca. 10m Antennenleitung nur noch die halbe Sendeleistung zur Verfügung steht. Bei einer kombinierten Antennen-Kabelbestellung werden passende Adapter mitgeliefert Montagematerial Zur Befestigung diverser Antennen steht folgendes Montagematerial zur Verfügung: Montagewinkel Montagewinkel für die Antennentypen 10277, 10410,10461 Montagewinkel Art.Nr Montagewinkel für Richtantennen Geeignet für Wandmontage. Schwenkbar in eine Richtung. Mit zwei Montagewinkeln hintereinander in zwei Richtungen schwenkbar. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-22

66 Kapitel 6 Antennen Montagewinkel Montagewinkel für Richtantennen Geeignet für Mastmontage. Schwenkbar in eine Richtung. Montageplatte Montageplatte für Montagewinkel Antennensplitter Das Lieferprogramm umfasst Antennensplitter, mit denen es möglich ist, mehrere Antennen parallel anzuschließen. Lieferbar sind 2- und 3-fach Splitter. Der Einsatz von Antennensplittern kann z.b. dann sinnvoll sein, wenn je eine Antenne Außen und Innen montiert werden muss. Durch den Einsatz von Splittern teilt sich die Sendeleistung auf 2 Antennen auf, dadurch reduziert sich auch die Reichweite entsprechend. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-23

67 Kapitel 6 Antennen Blitzschutz Der Blitzschutz wird in die Antennenleitung zwischen DATAEAGLE und Antenne eingefügt. Achten Sie auf eine kurze und gute Verbindung zu PE. Datenfunksystem DATAEAGLE 6-24

68 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen 7 Einstellen und Bedienen 7.1 Einleitung Dieses Kapitel zeigt Ihnen alle verfügbaren Menüs und die Möglichkeiten zur Einstellung und Parametrierung der Funkmodems ohne auf die erforderliche Reihenfolge bei der Inbetriebnahme einzugehen. Es soll Ihnen helfen, sich mit Aufbau und Funktion vertraut zu machen. Besonders wichtige oder häufig genutzte Funktionen sind: Test des Funkkanals Seite 7-13 Adresseinstellung von Diagnose-Slave und Master Seite 7-27 Diese sind an den entsprechenden Stellen besonders gekennzeichnet. Montage- und Inbetriebnahmeanleitung In den zugehörigen Montage- und Inbetriebnahmeanleitungen werden die erforderlichen Arbeiten zur Einstellung und Parametrierung Schritt-für-Schritt erklärt. Es werden nur die Schritte beschrieben, die an dieser Stelle durchzuführen sind. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-1

69 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen 7.2 Voreinstellung für DATAEAGLE Compact Beim DATAEAGLE Compact erfolgt die Einstellung der über ein Terminalprogramm, z.b. Hyperterminal. Bevor die auf den nächsten Seiten beschriebenen Schritte am DA- TAEAGLE durchgeführt werden können, sind folgende Schritte und Einstellungen im Hyperterminal erforderlich: Schließen Sie den DATAEAGLE über das mitgelieferte Kabel an eine freie serielle Schnittstelle Ihres PCs an. Starten Sie das Hyperterminal. Geben Sie den Namen für die neue Verbindung ein und weisen Sie ihr ein Symbol zu. Bestätigen Sie mit <<OK>>. Abb. 7.1: Hyperterminal 1 Die Bildschirmanzeige ist abhängig vom verwendeten Betriebssystem, den aktuellen Einstellungen auf Ihrem PC und der Landessprache. Die Abbildungen zeigen die Darstellung von Windows XP bei Verwendung eines deutschen Betriebssystems. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-2

70 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Wählen Sie die serielle Schnittstelle aus, an der der DATAEAGLE angeschlossen ist, z.b. COM1. Führen Sie die Anschlusseinstellungen durch, wie unten gezeigt. Bestätigen Sie mit <<OK>>. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-3

71 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Wählen Sie den Punkt Eigenschaften aus. Wählen Sie den Punkt Eigenschaften aus. Führen Sie die Einstellungen durch, wie unten gezeigt. Bestätigen Sie mit <<OK>>. Im Hyperterminal erscheinen die Menüs, wie im Weiteren beschrieben. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-4

72 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen 7.3 Tastatur und Display Die Einstellung und Bedienung des Funkmodems erfolgt menügesteuert über sechs Tasten auf der Front des Modems. Esc Enter Abb. 7.1: Bedienfeld Generell haben die Tasten die unten beschriebene Funktion. Bitte beachten Sie aber, dass die Funktion in Einzelfällen abweichen kann (siehe Menüs auf den nächsten Seiten). Mit den <Pfeil rechts> und <Pfeil links> Tasten kann innerhalb einer Menüebene gesprungen werden um zum Beispiel eine andere Funktion auszuwählen. Enter Esc Mit den <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> Tasten können Parameter und Zahlenwerte geändert werden. Eine korrekte Eingabe wird mit <Enter> abgeschlossen, und der eingegebene Parameter wird im Gerät gespeichert. Mit <Esc> verlässt man die Eingabe ohne Speicherung und springt zurück in die nächst höhere Menüebene. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-5

73 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen 7.4 Menüs Die Menüsteuerung besteht aus einem Hauptmenu, das für alle Gerätetypen gleich ist und verschiedenen gerätespezifischen Untermenüs. Auf den nächsten Seiten wird zunächst das Hauptmenü und anschließend die gerätespezifischen Untermenüs beschrieben. Der Zugriff auf die Menüfunktionen (mit Ausnahme der Funktionen Diagnose und Nummer wählen ) erfolgt über ein Passwort. Das Passwort ist werksseitig auf 000 eingestellt und kann im Hauptmenü geändert werden. Drücken Sie die Taste < Pfeil rechts> Im Display erscheint die Meldung: Passwort : 000 Der Cursor steht dabei unter der ersten Stelle des Passworts. Geben Sie das richtige Passwort ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Enter Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter> Datenfunksystem DATAEAGLE 7-6

74 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Hauptmenü Abb. 7.2: Hauptmenü Datenfunksystem DATAEAGLE 7-7

75 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Mediumfunktionen Abb. 7.3: Menü Mediumfunktionen für Master Datenfunksystem DATAEAGLE 7-8

76 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Abb. 7.4: Menü Mediumfunktionen für Slave Im gerätespezifischen Untermenü Mediumfunktionen erfolgt die Parametrierung und ein Übertragungstest zwischen den beiden Funkmodems. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-9

77 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Medium parametrieren In diesem Menü wird die Arbeitsweise und die Funkwiederholrate des Funkmodems festgelegt. Arbeitsweise Die Arbeitsweise legt fest, ob das Funkmodem als Master oder als Slave arbeitet. Bei den Funksystemen DATAEAGLE 3XXX ist die Arbeitsweise werksseitig festgelegt und kann nicht geändert werden. Folgende Arbeitsweisen können bei den Funksystemen DA- TAEAGLE 2XXX eingestellt werden: Funkmaster Das Funkmodem arbeitet als Master im Funksystem. Vom Master kann der Funkkanal getestet werden. Funkslave Das Funkmodem arbeitet als Slave im Funksystem Zusätzlich können zwei weitere Arbeitsweisen festgelegt werden: Funkslave+ Das Funkmodem arbeitet als Slave im Funksystem. Der Zusatz + ist nur für den Test der Datenübertragung durch das Zyklusprogramm einer angeschlossenen Steuerung relevant. Mehr Information dazu in der Betriebsanleitung, Kapitel Test der Datenübertragung. Funk-Loopback Loopback ist ein Testmodus um mit nur einer Steuerung eine SPS SPS Kopplung zu simulieren. Dazu wird das als Funkmaster eingestellte Funkmodem an die eine SPS angeschlossen und das zweite Funkmodem auf die Arbeitsweise Funk-Loopback eingestellt. Bitte denken Sie daran, dass in einem Funksystem immer ein Funkmodem als Master und alle anderen Funkmodems als Slave eingestellt werden müssen. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-10

78 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Retries und Diversity Der Begriff Retries steht für Funkwiederholrate und gibt an, wie oft das Funkmodem versucht eine fehlerhafte Funkübertragung funkseitig auszuführen, bevor neue Daten gesendet werden. Dies ist nur relevant bei Störungen auf der Funkstrecke. Die werksseitige Einstellung ist 10. Die festgelegte Funkwiederholrate geht stark in die Übertragungsgeschwindigkeit ein. Die gilt besonders für das DE Hier sollte die Funkwiederholrate unter 3 liegen. In diesem Fall übernimmt der Profibus die Wiederholungssteuerung. Zu hohe Werte können dazu führen, dass der Profibus Master häufiger Busfehler signalisiert. Der Begriff Diversity steht für den Betrieb mit zwei Antennen. Mehr Information finden Sie im Kapitel 6 Antennen. Enter Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint die aktuell eingestellte Parametrierung, z.b.: Funkmaster Retries: aa Div: J Enter Esc Retries aa = Funkwiederholrate Diversity J/N = Zwei-Antennenbetrieb Wählen Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die Arbeitsweise des Modems, z.b. Funkmaster. Benutzen Sie anschließend die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen (nur wenn Sie die Funkwiederholrate und Div verändern wollen). Ändern Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> den Wert bzw. die Einstellung. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie keine Änderung durchführen möchten. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-11

79 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Mediumbaudrate einstellen Bei Geräten der Baureihe 24XX und 34XX muss die Baudrate des angeschlossenen Funkgerätes eingestellt werden. Die erforderliche Einstellung wird werkseitig durchgeführt. Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte die Fa. Schildknecht. PIN-Nummer einstellen Bei Geräten der Baureihe 25XX und 35XX muss die Pinnummer des angeschlossenen Telefons eingegeben werden. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint die Aufforderung zur Eingabe der PIN-Nummer Geben Sie die PIN-Nummer ein (s. Seite 7-10) Drücken Sie die Taste <ESC> Datenfunksystem DATAEAGLE 7-12

80 Menü Funkkanal testen Kapitel 7 Einstellen und Bedienen In diesem Menü kann die Güte der Datenübertragung zwischen zwei Funkmodems ohne Anschluss externer Geräte getestet werden. Der Test kann nur vom Master aus gestartet werden. Enter Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display wird die Messung angezeigt: Kanal: 01 Z Q:100 Min: 09 Max:100 Kanal= zeigt bei 2.4GHz Funkmodul (Gerätetyp DE2000) den Funkkanal an, bei allen anderen Funkmodulen = 01 Z = laufender Übertragungszähler Q = Min = gemessene Übertragungsgüte Minimale Übertragungsgüte (gemessen innerhalb der Messdauer) Max = Minimale Übertragungsgüte (gemessen innerhalb der Messdauer) Funktion Mit dieser Funktion kann sehr einfach getestet werden, ob der Kanal von anderen Teilnehmern belegt ist und ob die Partnerstation erreichbar ist. Dazu sendet der Funkmaster Datenpakete, die vom Funkslave empfangen und zurück gespiegelt werden. Der Sender testet nun den Datendurchsatz. Es erfolgt eine Anzeige zwischen Q=0 und Q= bedeutet die Übertragung mit dem maximal möglichen Datendurchsatz. Da das Funkprotokoll fehlertolerant ist, sind auch Werte unter 100 für eine Datenübertragung geeignet. Eine Güte von z.b. 90 bedeutet, dass der maximale Datendurchsatz 90% beträgt. Dies bedeutet auch, dass die Übertragungszeit auf der Funkseite um ca. 10 % ansteigt. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-13

81 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen In der Praxis werden Werte zwischen 50 und 100% erreicht. Bei einer schlechten Übertragungsgüte muss das Funktelegramm mehrere Übertragungsversuche starten, bis eine erfolgreiche Übertragung möglich ist (s. Funkwiederholrate auf Seite 7.10). Die Vorgehensweise bei Werten unter 50% ist abhängig vom verwendeten Gerätetyp. Vorgehen bei 2,4 GHz Frequenzband Das ISM 2,4GHz Band erlaubt die Einteilung in 58 Kanäle. Nur innerhalb eines gleichen Kanals können Teilnehmer miteinander kommunizieren. Da diese Kanäle auch von anderen Teilnehmern verwendet werden können, ist es erforderlich die Übertragungsgüte des Kanals zu testen und gegebenenfalls zu wechseln. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint der aktuell eingestellte Funkkanal, z.b.: Neuer Funkkanal: 01 Die erste Stelle des Funkkanals blinkt. Geben Sie den gewünschten Funkkanal ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie keine Änderung durchführen möchten. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-14

82 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Wurde der Funkkanal geändert, erscheint im Display die Meldung: Funkpartner mit verstellen: J Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn der Funkpartner auch auf den neuen Kanal eingestellt werden soll (empfohlen). Im Display erscheint die Meldung: Suche und verstelle Kanal Sobald der Funkpartner auf den neuen Kanal eingestellt wurde, wird der neue Funkkanal getestet und die Messung im Display angezeigt. Vorgehen bei allen anderen Frequenzbändern Einstellungen Entfernung Antennen Störquelle Bei allen anderen Frequenzbändern wird folgende Vorgehensweise empfohlen: Prüfen Sie alle Einstellungen der Funkmodems. Achten Sie dabei auf die richtigen Einstellungen von Kanal, Stationsund Partneradresse. Prüfen Sie die Entfernung zur Partnerstation. Wählen Sie erst eine Entfernung von wenigen Metern und erhöhen Sie dann die Entfernung schrittweise bis zur angestrebten Entfernung. Kontrollieren Sie Antennenverbindung. Prüfen Sie ob alle Antennen richtig angeschlossen sind. Prüfen Sie anschließend, ob alle Antennen entsprechend den in Kapitel 5.2. beschriebenen Richtlinien montiert sind. Prüfen Sie, ob es Störungen auf der Funkseite gibt. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-15

83 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Geräteadressen ändern Enter In diesem Menü wird unter Stationsadr. die eigene Geräteadresse und unter Partneradr. die Geräteadresse des anderen Funkmodems eingetragen. Drücken Sie die Taste < Enter> Im Display erscheint die Meldung: Funkmodem 1 Funkmodem 2 Partneradr. : 01 Partneradr. : 02 Stationsadr.: 02 Stationsadr.: 01 Enter Esc Der Cursor steht dabei unter der ersten Stelle der Partneradresse. Geben Sie die gewünschte Partneradresse und Stationsadresse ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie die alten Werte beibehalten möchten. Bitte denken Sie daran, dass Sie eine Änderung der Adressen immer in beiden Funkmodems durchführen müssen. Notieren Sie die eingestellten Adressen. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-16

84 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Schnittstellentreiber für DE2XXX Abb. 7.5: Menü Schnittstellentreiber für DE2XXX Datenfunksystem DATAEAGLE 7-17

85 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Schnittstellentreiber Im gerätespezifischen Untermenü Schnittstellentreiber wird die Hardwareschnittstelle ausgewählt und die benötigten Informationen eingetragen. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint der aktuell eingestellte Schnittstellentreiber, z.b.: MPI-Bridge Zyklus 000x50 ms Wählen Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> den gewünschten Schnittstellentreiber aus. Benutzen Sie anschließend die Taste <Pfeil rechts> um den Cursor unter die richtige Stelle der Zykluszeit zu setzen (nur wenn Sie die Zykluszeit verändern wollen). Die Zykluszeit gibt an, wie oft Daten übertragen werden sollen, z.b. Zyklus 005x50 ms = 250 ms. Der Wert 000x50 ms steht für Automatikmodus mit maximaler Geschwindigkeit. Ändern Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> den Wert. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie keine Änderung durchführen möchten. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-18

86 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Zusatzdaten Bei einigen Schnittstellentreibern erscheint jetzt eine weitere Anzeige mit der Anforderung zusätzliche Daten einzutragen, z.b.: MPI SA: aa PA: bb SDB: cc EDB: dd Diese Daten sind von Schnittstelle zu Schnittstelle unterschiedlich und in folgender Tabelle beschrieben. MPI Bridge MPI SA MPI PA SDB EDB Ext. IO-Port M1 M2 M3 M4 MPI Stationsadresse des Funkmodems (Empfehlung =3). Darf im MPI Netz nicht noch einmal vergeben sein PG ist im Normalfall = 0 MPI Partner Adresse der SIEMENS S7 Steuerung (im Normalfall =2) Nummer des Sendedatenbausteins (Sendefach der SPS, d.h. Daten für den Partner) Nummer des Empfangsdatenbausteins (Empfangsfach der SPS, d.h. Daten vom Partner) Tragen Sie mit Hilfe der Pfeiltasten die erforderlichen Daten ein. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie keine Änderung durchführen möchten. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-19

87 Esc Esc Menü verlassen Esc Wert ändern mit Cursor verschieben mit Mediumfunktionen? Funkkanal testen? Enter Medium parametrieren? VonPasswort- Eingabe Enter Enter Esc Enter Enter Esc Esc Enter Esc Enter Esc Enter Zu den anderen Funktionen des Hauptmenüs Neuer Funkkanal: aa? Funkmaster Retries: 00 Div: J Funk-Loopback Retries: 00 Div: J Funkslave + Retries: 00 Div: J Funkslave Retries: 00 Div: J Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Statusabfrage Nach Übernahme der Daten mit <Enter> wird die Statusabfrage aktiviert. Im Display erscheint: DBB: xx S:yy E:zz Status: aa.bb.cc Über die Statusabfrage ist es möglich, den Kommunikationsweg zwischen Funkmodem und SPS S7 zu testen. Dabei wird folgendes geprüft: Ist die S7 vorhanden? Ist das Verbindungskabel in Ordnung? Sind die Datenbausteine korrekt angelegt? Der Status wird in der zweiten Zeile angezeigt. Dabei ist die Anzeige folgendermaßen zu interpretieren: aa = 01 Bus ok. ( S7 200 als MPI Master: Steuerung vorhanden Siehe Code 81) aa = Cx MPI alleine am Bus aa = 4x kein Partner vorhanden (Partneradresse falsch) aa = 02 Busy ( abwechselnd mit 01) aa = 81 S7200 als PPI Slave Bus ok ( kein weiterer Master am Bus) aa = Dx Konfigurationsfehler z.b. gleiche MPI Adresse bb = FF bb = 0A bb = 05 cc = FF cc = 0A cc = 05 lesen ok. keine Daten vorhanden (DB nicht angelegt) DB zu kurz schreiben ok keine Daten vorhanden (DB nicht angelegt) DB zu kurz Beispiele: Status 01.FF.FF = Kommunikation ok Status 01.0A.FF = Keine Daten vom Sendefach des Datenbausteins empfangen, evtl. wurde der Datenbereich nicht angelegt. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-20

88 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Zusätzlich werden die Datenbausteinbytes (DBB) aus Sende- und Empfangsfach der S7 ausgelesen und im Display angezeigt. Dies soll an einem Beispiel beschrieben werden. Beispiel einer Statusabfrage Sende- und Empfangsfach der angeschlossenen Steuerung enthalten folgende Daten: Geben Sie hinter DBB die Ziffer 2 ein, um das Datenbausteinbyte 2 auszulesen. Im Display erscheint DBB: 02 S: 2 E:2 Status: 01.FF.FF Datenfunksystem DATAEAGLE 7-21

89 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Geben Sie hinter DBB die Ziffer 0 ein, um das Datenbausteinbyte 0 auszulesen. Im Display erscheint DBB: 00 S: 32 E:33 Status: 01.FF.FF Beachten Sie, dass die Werte im Display hexadezimal dargestellt werden. Im Beispiel stehen folgende Daten im Datenbaustein: Sendefach: 50 (Dezimal) Empfangsfach: 51 (Dezimal) Angezeigt werden: S: 32 und E: 33 (beide Hexadezimal) Hier eine kleine Hilfestellung zur Umrechnung am Beispiel der Dezimalzahl 31: 1. Teilen Sie die Dezimalzahl durch Der Divisionsrest ist die nächste Ziffer (von rechts nach links). Für Reste > 9 die Buchstaben A, B, C, D, E, F nehmen 3. Falls der (ganzzahlige) Quotient = 0 ist, sind Sie fertig, andernfalls nehmen Sie den (ganzzahligen) Quotienten als neue Zahl und wiederholen ab 1. Beispiel: 31 : 16 = 1 Rest: 15 --> Ziffer: F 1 : 16 = 0 Rest: 1 --> Ziffer: 1 Resultat: 1F Datenfunksystem DATAEAGLE 7-22

90 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Schnittstellentreiber für DE3XXX Abb. 7.6: Menü Schnittstellentreiber für DE3XXX Datenfunksystem DATAEAGLE 7-23

91 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Schnittstellentreiber Im gerätespezifischen Untermenü Schnittstellentreiber müssen die Profibus Teilnehmer nach der Funkstrecke eingetragen werden. Dies ist notwendig, da alle weiteren Telegramme für kabelgebundene Teilnehmer wie bei einem Ethernet Switch herausgefiltert werden, um den Datenverkehr auf der Funkstrecke zu minimieren. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint die Meldung: Masterseite GC Time: 000x0,5s GC Time Der DATAEAGLE -Master übermittelt zyklisch und bei Änderung des Betriebszustands des DP-Masters ein Global- Control-Telegramm an alle angeschlossenen Slaves. Bei der Standardeinstellung 000 geschieht dies alle 5 Sekunden. Um eine größtmögliche Kompatibilität mit DP-Slaves unterschiedlicher Hersteller zu gewährleisten, läßt sich diese Zeit in Schritten von 0,5 Sekunden einstellen. Bei einem Wert von 255 wird das zyklische Aussenden des Global- Control-Telegramms ganz unterdrückt. Die GC Time sollte in der Regel nicht verändert werden. Ändern Sie die GC Time nur nach Rücksprache mit uns. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-24

92 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Diagnose Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint die Meldung: Diag.slave: 0xx Diag.master: 0yy Bedeutung der Adressen Es werden die Diagnose-Slave und die Diagnose-Master Adresse angezeigt. Die Diagnose-Slave Adresse ist die DP Adresse, über die der Diagnose-Slave vom Profibusmaster adressiert wird. Die Diagnose-Master Adresse ist die Adresse der Steuerung, die die Diagnosedaten auswertet. Das kann der Profibus- Master oder jede andere Steuerung im Profibus-Netzwerk sein. Adressen eintragen Wenn Sie die Diagnosefunktion nutzen wollen, müssen Sie die entsprechenden Adressen hier eintragen. Geben Sie am die gewünschte Diagnose-Slave Adresse ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Drücken Sie die Taste <Pfeil rechts> solange, bis der Cursor unter die erste Stelle der Diagnose-Master Adresse springt. Geben Sie am die gewünschte Diagnose-Master Adresse ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-25

93 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Wenn Sie die Diagnosefunktion nicht nutzen wollen, stellen Sie folgende Adressen ein: Diagnose-Slave Adresse = 127 Diagnose-Master Adresse = 127 Wenn die Diagnosefunktion genutzt wird, reduziert sich die Anzahl der verfügbaren Funkslaves um 1. Drücken Sie die Taste <Enter> Die eingestellten Adressen werden übernommen. Im Display erscheint die Meldung: Adressvergabe und Filtereinstellung Feld A Feld B 01: SA:003 MA:02 Filter: 010x0,1s Feld C Feld D Bedeutung der Felder Feld A = Tabellenposition Der DATAEAGLE verwaltet alle über Funk anzusprechenden DP-Slaves in einer Tabelle. Für jede Tabellenposition kann eine DP-Slaveadresse eingetragen werden. (siehe Feld B) Es existieren max. 32 Tabellenpositionen, demnach können bis zu 32 DP-Slaves über den DATAEAGLE angesprochen werden. Die Zuordnung der DP-Slaveadressen zu einer Tabellenposition ist frei wählbar, es dürfen auch Lücken enthalten sein. In den Geräteversionen 3xx2 bis 3xx5 können unterschiedlich viele DP-Slaves adressiert werden: 3xx2: 7 DP Slaves, 3xx3: 3 DP Slaves, 3xx5: 2 DP Slaves Datenfunksystem DATAEAGLE 7-26

94 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Feld B = Busadresse der DP-Slaves SA steht für Slaveadresse. Hier werden die Busadressen der DP-Slaves eingestellt, die über die Funkstrecke angesprochen werden sollen. Feld C = Busadresse des DP-Master MA steht für Masteradresse. Hier wird die Busadresse des Profibus-Master eingestellt. Feld D = Filterzeit Adressen eintragen Mit der Filterzeit können kurzfristige Funktstörungen unterdrückt werden. Platzieren Sie den Cursor in das Feld A. Wählen Sie eine unbenutzte Tabellenposition indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Position auswählen. Unbenutzte Tabellenposition werden durch den Wert 127 gekennzeichnet, d.h. SA=127 Platzieren Sie den Cursor in das Feld B. Geben Sie die gewünschte DP-Slave Adresse ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Drücken Sie die Taste <Enter> wenn Sie weitere DP- Slave Adressen eintragen wollen. Die Daten werden übernommen und der Cursor springt unter die erste Stelle in Feld A. Wiederholen Sie diese Schritte für die weiteren DP- Slaves. Platzieren Sie den Cursor in das Feld B. Geben Sie die Adresse des Profibus-Masters ein. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-27

95 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Drücken Sie die Taste <Enter>. Die Daten werden übernommen und der Cursor springt unter die erste Stelle in Feld A. Stellen Sie nur die DP-Adressen der Slaves ein, die sich auch tatsächlich hinter der Funkstrecke befinden. Allen unbenutzten Tabellenpositionen muss die Busadresse 127 zugewiesen werden. Wenn eine Busadresse eingestellt ist, jedoch kein Teilnehmer nach der Funkstrecke angeschlossen ist, verringert sich der Datendurchsatz über die Funkstrecke. Dies kann dazu führen dass Busfehler ausgelöst werden. Filterzeit Über die Einstellung einer Filterzeit können kurze Funkstörungen unterdrückt werden. Kann ein DE-Slave aufgrund einer Funkstörung nicht erreicht werden, wird dies dem Profibusmaster erst nach Verstreichen der Filterzeit durch einen Busfehler angezeigt. Erst dann gehen die Ausgänge dieses Slaves in den sicheren Zustand Max. Einstellbereich: 001 * 0,1s (100ms) bis 255 * 0,1s (25,5s) In folgenden Fällen muss die Filterzeit ggf. erhöht werden: Slave hat viele E/A- Daten es sollen viele Slaves über den DATAEAGLE angesprochen werden schlechte Funkqualität aufgrund einer störungsbehafteten Umgebung Generelle Empfehlung: Typische Filterverzögerungszeiten im Betrieb sollten zwischen 100 ms und 2 s liegen, d.h. Einstellwerte von 001 bis 020. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-28

96 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Empfehlung für die Inbetriebnahme: Für die Inbetriebnahme empfiehlt es sich, z.b. einen Wert zwischen 010 = 1 Sekunde und 020 = 2 Sekunden einzustellen. Damit wird ein frühzeitiges Auslösen des Filters ausgeschlossen. Anschließend kann die Filterzeit wieder verringert werden. Empfehlung für den Einsatz mit Profisave: Beim Einsatz mit Profisave sollte die Filterzeit etwa doppelt so groß gewählt werden, wie die SIL Monitor Zeit die bei Profisafe eingestellt wird. Bitte beachten Sie: Je höher die Filterzeit gewählt wird, desto später wird im Fehlerfall ein Busfehler signalisiert. (Maximal jedoch nur solange wie die SIL Monitor Zeit eingestellt ist) Bitte ü- berprüfen Sie daher, ob Ihre Anwendung mit der eingestellten Filterzeit das geforderte Sicherheitskriterium erfüllt. Filterzeit einstellen Menü verlassen Drücken Sie die Taste <Pfeil rechts> solange, bis der Cursor unter die erste Stelle der Filterzeit springt. Legen Sie die Filterzeit fest, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Drücken Sie die Taste <Enter>. Die Daten werden übernommen und der Cursor springt unter die erste Stelle in Feld A. Drücken Sie die Taste <ESC>. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-29

97 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Geräteoptionen ändern Abb. 7.5: Menü Geräteoptionen ändern Datenfunksystem DATAEAGLE 7-30

98 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Geräteoptionen ändern Enter In diesem Menü können Sie Geräteoptionen ändern. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint die erste Geräteoption, z.b.: Ext. Quelle wählen Wählen Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die gewünschte Geräteoption aus. Geräteoption Ext. Quelle wählen Diese Geräteoption ist nur für Funksysteme DATAEAGLE 2XXX verfügbar. Sie muss eingestellt werden, wenn an der AUX-Schnittstelle ein RFID-Lesegerät angeschlossen wird. Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte die Fa. Schildknecht. Geräteoption Funküberwachung Mit dieser Geräteoption können Sie Datenübertragung extern überwachen. Dazu stellen Sie eine bestimmte Zeit ein. Wenn innerhalb dieser Zeit keine Datenübertragung stattfindet, wird eine gerätespezifische Aktion ausgelöst, die nachfolgend beschrieben wird. Drücken Sie die Taste <Enter> Im Display erscheint: Relais: nnnx50ms Q1-Q4: nnnx50ms Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-31

99 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Ändern Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> den Wert. Beispiel: nnn = 060 Dann wird nach 60 x 50 ms = 3 sec die Aktion ausgelöst. Bei der Einstellung in Zeile 1 (Relais: nnnx50ms) löst beim DATAEAGLE Compact das Relais Q0 und beim DATAEAGLE Classic der Relaisausgang aus. Bei der Einstellung in Zeile 2 (Q1-Q4: nnnx50ms) lösen beim DATAEAGLE Compact die Relais Q1-Q4 aus. Für den DATA- EAGLE Classic ist die Zeile 2 ohne Bedeutung. Wenn nnn auf 000 (Werkseinstellung) gesetzt ist, ist die Funktion deaktiviert. Geräteoption Sprache Deutsch? J/N Mit dieser Geräteoption können Sie Englisch oder Deutsch als Sprache auswählen. Ändern Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die Sprache. Geräteoptionen Low Bat? und Sendernetzwerk Bei diesen Geräteoptionen müssen die Funkmodule mit einer entsprechenden Hardware ausgerüstet sein. Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte die Fa. Schildknecht. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-32

100 Kapitel 7 Einstellen und Bedienen Menü Passwort ändern In diesem Menü können Sie das Passwort ändern. Enter Drücken Sie die Taste < Enter> Im Display erscheint die Meldung: Neues Passwort eingeben : 000 Enter Esc Der Cursor steht dabei unter der ersten Stelle des Passworts. Geben Sie das gewünschte Passwort ein, indem Sie mit den Tasten <Pfeil rauf> und <Pfeil runter> die richtige Zahl auswählen. Benutzen Sie die Tasten <Pfeil rechts> und <Pfeil links> um den Cursor unter die richtige Stelle zu setzen. Bestätigen Sie die Eingabe mit der Taste <Enter>, wenn Sie die Änderung übernehmen wollen oder drücken Sie die Taste <Esc> wenn Sie die alten Werte beibehalten möchten. Notieren Sie das neue Passwort und heben Sie es an einem sicheren Ort auf, den Sie auch wieder finden. Datenfunksystem DATAEAGLE 7-33

101 Kapitel 8 - Technische Daten 8 Technische Daten Elektrische Daten Versorgungsspannung Uv Stromaufnahme beim Einschalten (Uv = 12 V DC) Stromaufnahme im Normalbetrieb (Uv = 12 V DC) Stromaufnahme im Normalbetrieb (Uv = 24 V DC) 9 33 V DC ca. 400 ma ca. 300 ma ca. 200 ma Nur DATAEAGLE Compact Die Ausgänge sind als Relaisausgänge ausgeführt Maximale Belastung der Kontakte: 100 ma Eingänge sind nicht galvanisch getrennt Schutzeinrichtungen Eingangsschutzfilter für 8kV Burst, Verpolungsschutz Selbstheilende 1A Sicherung Sendeleistung DATAEAGLE mit 2,4 GHz DATAEAGLE mit 1,9 GHz DATAEAGLE mit 869 MHz DATAEAGLE mit 448/459 MHz DATAEAGLE mit GSM ca. 18 dbm ca. 25 dbm ca. 27 dbm ca. 30 dbm ca. 33 dbm Datenfunksystem DATAEAGLE 8-1

102 Kapitel 8 - Technische Daten Mechanische Daten DATAEAGLE Classic Gehäusematerial Aluminium Abmessungen (HxBxT) in mm 230 x 105 x 30 mm Gewicht (ohne Antenne) ca. 700 g Befestigung (Standard) Schnappbefestigung für Normschiene Befestigung (Option) Großflächige Klettverbindung, Halteklammer (hochkant), Halteklammer (waagerecht), Einbau in Wandgehäuse Mechanische Daten DATAEAGLE Compact2 Gehäusematerial Kunststoff Abmessungen (HxBxT) in mm 90 x 45 x 118 mm Gewicht (ohne Antenne) ca. 400 g Befestigung (Standard) Schnappbefestigung für Normschiene Umgebungsdaten Betriebstemperatur -20 C C * Betriebstemperatur erweitert -35 C C * (mit integrierter Heizung) Lagertemperatur -40 C C Schutzart Gehäuse IP 54 * DECT von -10 C C und Bluetooth von -20 C C Datenfunksystem DATAEAGLE 8-2

103 Kapitel 8 - Technische Daten Maße DATAEAGLE Classic Maße DATAEAGLE Compact Datenfunksystem DATAEAGLE 8-3

104 Kapitel 8 - Technische Daten Blockschaltbild Anschlüsse DATAEAGLE Compact Datenfunksystem DATAEAGLE 8-4

105 Kapitel 8 - Technische Daten Anschlüsse DATAEAGLE Classic Steckerbelegung Geräteseite 9-33 V 0V PE K1 K2 E 9 polige SUB D Buchse Steckerbelegung Sub D Buchse DE 2000/CP341 RS232/RS485 SUB D Pin Funktion 1 20mA RX+ 2 RS232 TXD 3 RS232 RXD 4 20mA TX+ 5 GND 6 20mA TX- 7 CTS 8 RTS 9 20mA Rx- DE 2000/3000 MPI und Profibus Eine 9 polige SubD Buchse wird bei MPI (DE2000) und Profibus (DE2000, DE3000, DE3001) verwendet. Die Buchse ist folgendermaßen beschaltet: SUB D Pin Funktion 1 Frei 2 Frei 3 SE+ (RS485+) 4 Frei 5 Bus GND 6 Bus VCC 7 Frei 8 SE- (RS485-) 9 Frei GND und VCC sind galvanisch getrennt zur DATAEAGLE Stromversorgung und dienen zum Feldbusabschluss Datenfunksystem DATAEAGLE 8-5

106 Kapitel 8 - Technische Daten Es befinden sich 2 Stück 9 polige Sub D Buchsen am Gerät. Für die Kommunikation ist nur diese Buchse geeignet. Die auf der Antennenseite befindliche Buchse ist ein AUX Anschluss für Test, Diagnose und Betriebssystem Update. Kabelverbindungen Die folgende Tabelle zeigt die Kabelverbindung DE 2000/3000 MPI/Profibus MPI Profibus DATAEAGLE 9 polige Buchse SUBD 9 polige Buchse SUBD Pin 3 SE+ Pin 3 Pin 8 SE- Pin 8 Pin 5 GND Pin 6 VCC Das Kabel muss zwingend ein geschirmtes Profibuskabel sein. VCC und GND dienen der Profibus Terminierung Datenfunksystem DATAEAGLE 8-6

107 Kapitel 9 - Zulassungen 9 Zulassungen 2.4GHz ISM Band 2,4 GHz Module sind zulassungsfrei in Europa. Nutzungseinschränkungen gemäß ERC Recommendation (Stand April 2004) für Frankreich: außerhalb von Gebäuden beträgt die maximale Sendeleistung 10mW (10dbm) Das Funksystem darf nur in den nachfolgenden aufgeführten Ländern betreiben werden: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Grossbritanien, Irland, Island, Italien, Kanada, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen (ohne Spitzbergen), Österreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, USA, Zypern. 1,9 GHz DECT Es existiert für EUROPA eine Allgemeinzulassung des Funkmodulherstellers. Außerhalb Europas dürfen diese Geräte nicht eingesetzt werden, da dort die Bänder von anderen Anwendungen (meist Mobilfunk) verwendet werden. 868 MHz SRD 868MHz Module sind zulassungsfrei in Europa. Es ist auf ein Takt/Pausen Verhältnis von 10% zu achten. Dies wird durch Einstellung der Funkpollrate erreicht. Datenfunksystem DATAEAGLE 9-1

108 Kapitel 10 Weitere Informationen 10 Weitere Informationen 10.1 Negative bekannte Effekte Die verwendeten Breitbandfunksysteme 2.4GHz und 868 MHz sind bestens für industrielle Anwendungen geeignet. Bei Funk als shared Medium kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass es zu kurzzeitigen Übertragungsengpässen kommen kann. Als Anwender bemerken Sie dies z.b. durch eine kurze Totzeit bei einer Änderung der Zustände. Bei der DE3000 Profibus Familie haben die angeschlossenen Profibusteilnehmer ein Eigenleben und überwachen die Verbindung selbst. So ist es nicht ausgeschlossen, dass eine 100ms Unterbrechung auf der Funkseite dazu führt, dass ein Busfehler am Profibus Master erkannt wird. In der Regel wird dieser Fehler nach ca. 2 Sekunden wieder von der Steuerung zurückgesetzt. Diesen Effekt haben einzelne Kunden zwischen 1 mal am Tag bis 1 mal im Jahr. Es ist unbedingt bei der Projektierung zu beachten, welche Einflüsse auf das System die Unterbrechung des Profibusses nach sich zieht. Kurzzeitige Störungen werden durch den eingebauten Softwarefilter unterdrückt. Als Alternative ist unser System DE 2000 wesentlich robuster gegenüber kurzzeitigen Funkunterbrechungen, da hier die Steuerungen keine eigene Fehlerüberwachung durchführen Datensicherheit Ein wichtiger Gesichtspunkt stellt das Thema Datensicherheit dar. Häufig wird von Anwendern die Frage nach der Sicherheit der Funkstrecke gestellt. Dieser Themenkomplex soll hier unter folgenden Gesichtspunkten betrachtet werden: Datensicherheit auf der Hardwareschnittstelle Übertragungskontrolle durch die Steuerung Übertragungssicherheit auf der Funkseite Verfügbarkeit der Funkstrecke Datenfunksystem DATAEAGLE 10-1

109 Kapitel 10 Weitere Informationen Übertragungssicherheit Hardwareschnittstelle Auf der Hardwareschnittstelle werden Protokolle entsprechend den Normen und Schnittstellendefinitionen verwendet. SIEMENS S7 MPI und PROFIBUS DP haben ausgeklügelte Sicherungs- und Fehlererkennungsverfahren, SIEMENS S5 L1 verfügt über eine nur einfache Checksummen Kontrolle. Die hohe Marktakzeptanz von Profibus ( MPI ist ebenfalls Profibus jedoch mit spezieller Siemens Dateninterpretation). In der Datensicherungsschicht sind des Profibus sind auch die Mechanismen der sicheren Datenübertragung gewährleistet. Die Hammingdistanz ist ein Kriterium, um die Qualität einer Datenübertragung beurteilen zu können. Profibus hat eine spezifizierte Hammingdistanz von 4. Dabei werden folgende Fehler erkannt: Zeichenformatfehler Protokollfehler fehlerhafter Start/End Delimiter fehlerhafte Frame Checking Sequence falsche Telegrammlänge Übertragungskontrolle durch die Steuerung Eine Kontrolle aus SPS Programmsicht kann einfach dadurch realisiert werden, dass ein Nutzdatenwort als Steuerflag verwendet wird. Hier kann über einen Auftragszähler, der bei jeder Änderung der Nutzdaten inkrementiert und vom Slave zurückgespiegelt wird, festgestellt werden, ob die letzten Nutzdaten angekommen sind. Auf jeden Fall muss vom Anwenderprogramm ein zeitweißer oder auch dauernder Ausfall der Funkverbindung erkannt und entsprechend abgefangen werden. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-2

110 Kapitel 10 Weitere Informationen Übertragungssicherheit auf der Funkseite 2,4GHz Auf der Funkseite handelt es sich um ein verschlüsseltes, digitales Signal das im so genannten Direct Sequenz Spread Spectrum (Spreizband) Verfahren arbeitet. Die Daten werden dabei im allgemeinen Frequenzrauschen übertragen. Das Softwareprotokoll selbst entspricht IEC aus dem WLAN Office Bereich. Im Unterschied dazu wird jedoch mit einem optimierten Barkercode gearbeitet. Empfang, Manipulation und Störung durch Hacker sind nicht mit WLAN Hilfsmitteln möglich. Ein eigenes Softwareprotokoll mit Checksummenberechnung stellt sicher, dass es keine unbemerkte Datenmanipulation geben kann. Der technische Aufwand zum unbefugten Abhören oder Manipulieren der Funkübertragung ist erheblich und vergleichbar mit DECT und GSM Übertragungstechniken. Störungen auf der Funkseite werden durch CRC Checksummenberechnungen sicher erkannt und die Software verhindert, dass diese Störungen als gültige Daten interpretiert werden. 1,9GHz DECT DECT besitzt eine eigene Sicherungsschicht auf der Funkebene, die aus der Telephonie kommt. So besitzt DECT z.b. eine 128bit Verschlüsselung deren Schlüssel dynamisch im Sekundenrhythmus geändert werden. 2.4GHZ Bluetooth Bluetooth ist in Bezug auf die Funktechnologie das jüngste System. Hier wurde schon bei der Entwicklung alle Sicherheitsbereiche berücksichtigt. DATAEAGLE mit Bluetooth Funktechnologie werden durch pairing miteinander fest verbunden. BT gilt als abhör- und manipulationssicher. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-3

111 Kapitel 10 Weitere Informationen Verfügbarkeit der Funkverbindung Bei einem freien Frequenzband wie ISM 869MHz, 2,4GHz und DECT 1,9GHz ist bei der Anlagenauslegung immer davon auszugehen, dass bedingt durch andere Sender und Störungen, kurzzeitig keine Verbindung zwischen den Funksystemen möglich ist. Beim DE2000 ist dies für die Anwendung in der Regel unkritischer als für den DE3000. Kurzzeitige Störungen von 1-2 Sekunden sind systembedingt möglich. Dies ist vergleichbar mit dem Belegt des Telefonsystems oder dem Abziehen des Kabels von der Steuerung. Die Datenübertragung startet automatisch sofort wieder, wenn die Funkstrecke wieder verfügbar ist. Legen Sie Ihre Applikation immer so aus, dass solche Störungen toleriert werden. In der Praxis treten solche Unterbrechungen zwischen 1 x am Tag und 1 x pro Monat auf. Da pro Sekunde bis zu 20 Datenübertragungen erfolgen können entsprich dies einer Verfügbarkeit von >99,9%. Die Verfügbarkeit der Funkstrecke ist über die Windows PC Software DEMon überprüfbar Zusammenfassung Sicherheit Datenfunk mit DATAEAGLE ist nicht der limitierende Faktor für das Thema Sicherheit. Die angeschlossenen Steuerungen müssen die Aufgabe der Eigensicherheit selbständig lösen. Ähnlich einer Schleifringübertragung oder einer Datenlichtschranke verhält sich Datenfunk. Wir können jedoch die Datenkonsistenz im Rahmen der Erkennungsmöglichkeiten mit CRC16 Check garantieren, d.h. werden Daten ausgetauscht, kann mit hinreichender Sicherheit garantiert werden, dass keine Datenverfälschungen unerkannt bleiben. Die Funkstrecke verhält sich in diesem Fall wie eine kurzzeitig unterbrochene Kabelverbindung. DATAEAGLE fordert dann automatisch eine neue Datenübertragung an. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-4

112 Kapitel 10 Weitere Informationen 10.3 Beeinflussung durch andere Funksysteme DATAEAGLE mit 2,4GHz WLAN Funksystemen DATAEAGLE wurde entsprechend der CE Konformität getestet. Andere Funksysteme in anderen Bändern werden weder gestört, noch werden die DATAEAGLE Funkmodule selbst davon gestört. (z.b. Mobilfunktelefone 900 &1800 MHz, 1.9GHz DECT, 433MHz, 869MHz, Kranfernsteuerungen). Trotzdem empfehlen wir eine großzügige räumliche Trennung der Antennen wenn mehrere Funksysteme parallel betrieben werden. Eine besondere Situation entsteht wenn Funksysteme auf dem gleichen Frequenzband senden. 2,4GHz ist ein freies Band und auch für andere Teilnehmer offen. Durch die Verwendung der Direct Sequenz Spread Spectrum (DSSS) Technologie wird das Nutzsignal durch Spreizung im Rauschen übertragen. Dadurch ist das System sehr unempfindlich gegenüber Störungen. Technisch einfache Systeme wie z.b. Babyphones verwenden diese Technologie nicht. Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Übertragungsgüte beim DATAEAGLE hier um 2-5% schlechter werden kann, wenn ein Babyphone in unmittelbarer Nähe und exakt auf dem gleichen Kanal sendet. Dies wirkt sich schlimmstenfalls in einer um den gleichen Prozentpunkt längeren Übertragungszeit aus. Durch Änderung des Funkkanals kann man jedoch diesem Konflikt entgehen. Auch der Übertragungsstandard Bluetooth sowie Wireless LAN im Bürobereich senden auf 2,4GHz. Bluetooth verwendet das Frequenzhopping Verfahren. Auch hier ist nur mit einer geringen Beeinflussung beim DATAEAGLE zu rechnen in Form von reduziertem Datendurchsatz und dadurch erhöhter Übertragungszeit. DATAEAGLE erhöht für diese Systeme das Grundrauschen. Dies kann eventuell zu Reduzierungen der Reichweite bei Bluetooth Systemen führen. WLAN nach b sendet ebenfalls mit DSSS. Insgesamt sind im 2.4GHz Band 3 völlig getrennte Übertragungsbereiche möglich. Sollen z.b. in einer Fabrikhalle auch WLAN verwendet werden, kann ein Ausweichen auf DECT sinnvoll sein, oder DATAEAGLE auf einen anderen Kanal einzustellen. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-5

113 Kapitel 10 Weitere Informationen Störtest mit Wireless LAN System Es wurde ein Störtest mit einer Wireless LAN ( IEE a) Teststrecke durchgeführt. Getestet wurde dabei das Störverhalten einer DATAEAGLE Funkstrecke sowie der Einfluss von DATAEAGLE auf WLAN. Das linke Bild zeigt das Signal/Rauschverhältnis der ungestörten WLAN Strecke. Am rechten Bild ist zu erkennen, dass DATAEAGLE zu einer geringfügigen Reduzierung des Signal/Rauschverhältnisses führt. Die DATAEAGLE Funkstrecke zeigte mit unveränderten 100% Güte keinerlei messbaren Einflüsse durch WLAN. Ungestörte WLAN Strecke DATAEAGLE sendet im selben Frequenzbereich wie WLAN Datenfunksystem DATAEAGLE 10-6

114 Kapitel 10 Weitere Informationen DATAEAGLE mit Bluetooth Bluetooth ist ein Frequenzhoppingsystem und wirkt dabei für andere als schmalbandiger Störer. WLAN unterdrückt durch das verwendete DSSS Verfahren diesen Sender was somit nur sehr geringe Auswirkungen in Form von einem niedrigeren Nutzstörsignal bewirkt. DATAEAGLE mit Bluetooth wird durch andere WLAN Systeme in der Funkzelle ca. 33% langsamer DATAEAGLE mit DECT 1,9GHz Der DECT Standard ist mit dem Ziel definiert worden mehrere unabhängige Funkstrecken parallel betreiben zu können. Auf diesem Band dürfen nur DECT kompatible Systeme senden. DECT verwendet ein Frequenz/Zeit Multiplex Verfahren, so dass 128 Sende und Empfangskanäle vorhanden sind DATAEAGLE mit 448 MHz Zeitschlitztechnik Dieses Band wird von der Bundesnetzagentur zugewiesen und steht für eine Zeit von 6 Sekunden exklusiv für die Benutzung zur Verfügung. Selbst wenn andere Systeme auf diesem Band zur gleichen Zeit senden würden, erkennt DA- TAEAGLE den Konflikt. Durch ausgeklügelte Checksummen kann kein versehentliches Akzeptieren eines fremden oder korrupten Telegramms erfolgen DATAEAGLE mit 459 MHz Zeitschlitztechnik DATAEAGLE mit 459 MHz beruht auf der gleichen Telegramm- und Datensicherungsschicht wie 448MHz. Jedoch ist der Bereich 459 nicht exklusiv für den Anwender und wird auch von anderen Nutzern verwendet.. Hier kann es vorkommen, dass andere Teilnehmer senden, was jedoch nur zu Verzögerungen in der Telegrammzustellung zum Partner führt. Durch eine Begrenzung des Datenvolumens für einen Tag wird eine Dauerbelegung, durch einen Sender vermieden. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-7

115 Kapitel 10 Weitere Informationen DATAEAGLE mit 868 MHz Das 868 MHz Band ist in Europa zulassungsfrei und verglichen mit den Breitbandfunktechniken bei 2.4GHz vergleichsweise störempfindlich. Mit 500mW steht die höchste zulassungsfreie Sendeleistung zur Verfügung, mit jedoch wenig Bandbreite. Senden andere Teilnehmer auf diesem Band kann es zu Datenkollisionen auf der Luftschnittstele kommen. Es ist dann solange kein Datenaustausch möglich, solange andere Sender das Band belegen. Die Nutzungsbedingungen für dieses Band sehen deshalb ein Takt/Pausenverhältnis von 10% Senden 90%Pause vor um anderen Teilnehmern einen Zugriff zu ermöglichen. Beim DATAEAGLE 2310 und 3310 kann man 10 überlappungsfreie unabhängige Kanäle einstellen Parallelbetrieb mehrerer Funkstrecken in einer Funkzelle ISM 2,4GHz WLAN Es können bei WLAN bis zu 3 unabhängige Funkstrecken parallel in einer räumlichen Anordnung betrieben werden, ohne dass eine Beeinflussung erfolgt. Zuerst müssen alle DATAEAGLE eine individuelle Funkadresse erhalten. Anschließend die Funkkanäle für jede Strecke im Bereich 1-59 einstellen. Selbst wenn mehrere Funkstrecken auf einem Funkkanal betrieben werden, erhöht sich lediglich die Reaktionszeit, ähnlich dem Kollisionsverhalten bei Ethernet Kabelverbindungen. Wir empfehlen zwischen 2 Funkstrecken eine Kanaldifferenz von größer 20. z.b. Kanal 1 und Kanal 21. Zwischen benachbarten Kanälen z.b. 1 und 2. findet technisch bedingt ein Übersprechen statt, das aber Dank der Geräteadressierung keine Falschinterpretation auf der anderen Funkstrecke bewirkt. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-8

116 Kapitel 10 Weitere Informationen Anwendungen mit bis zu 7 parallel arbeitenden Funkstrecken (DE 3001) in einer Funkzelle wurden bereits erfolgreich realisiert. Es jedoch zu unerwünschten Funkunterbrechungen kommen. Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen WLAN Kanalnummern und DATAEAGLE Kanalnummern. DATAEAGLE ist in der Lage feinere Zwischenschritte durchzuführen. Spalte 1: Spalte 2: Spalte 3: Spalte 4: Spalte 5: Spalte 6: Spalte 7: Mittenfrequenz zugehörige DATAEAGLE Kanalnummer zugehörige WLAN Kanalnummer optische Darstellung der Bandbreite von 22MHz für eine Verbindung Empfehlung Kanal für eine 2. DATAEAGLE Funkstrecke Empfehlung Kanal für eine 3. DATAEAGLE Funkstrecke Empfehlung Kanal für eine 4. DATAEAGLE Funkstrecke Spalte 8 + 9: Empfehlung für einzustellende WLAN Kanal Nummern Datenfunksystem DATAEAGLE 10-9

117 Kapitel 10 Weitere Informationen Mittenfrequenz /MHz DATAEAGLE Kanal Accesspoint Kanal Bandbreite DE Partnerkanal 1 DE Partnerkanal 2 DE Partnerkanal 3 Accesspoint Partnerkanal Accesspoint Partnerkanal Datenfunksystem DATAEAGLE 10-10

118 Kapitel 10 Weitere Informationen Mittenfrequenz /MHz DATAEAGLE Kanal Accesspoint Kanal Bandbreite DE Partnerkanal 1 DE Partnerkanal 2 DE Partnerkanal 3 Accesspoint Partnerkanal Accesspoint Partnerkanal Datenfunksystem DATAEAGLE 10-11

119 Kapitel 10 Weitere Informationen DECT 1,9GHz Bei DECT können theoretisch bis zu 128 unabhängige Funkstrecken in einer gemeinsamen Funkzelle betrieben werden. Praktisch haben wir mit bisher maximal 44 Funkstrecken positive Erfahrungen gesammelt Bluetooth 2.4GHz Bei Bluetooth können bis zu 200 unabhängige Funkstrecken in einer gemeinsamen Funkzelle betrieben werden. Bluetooth ist die robustete Funktechnik auch in Bezug auf Koexistenz. DATAEAGLE mit Bluetooth lässt sich praktisch nicht von anderen 2.4GHz Systemen stören, stört aber andere. Es können deshalb über Blacklisting von anderen benutze Kanäle für DATAEAGLE gesperrt werden. (Bild Scan 2.4GHz Band mit Bluetooth) Beispiel für Bluetooth Blacklistíng WLAN Kanal 1 & MHz 10 Funkkanäle sind einstellbar, DATAEAGLE adressiert Datenpakete selbst noch einmal. Es ist ein Taktverhältnis von 10% vorgeschrieben. In der Praxis haben wir bisher lediglich mit 4 parallel betrieben Systemen Erfahrungen gesammelt. Datenfunksystem DATAEAGLE 10-12

120 Kapitel 10 Weitere Informationen 10.5 Elektro- Smog Momentan findet eine sehr starke Diskussion über den Einfluss von Mobilfunkstrahlung auf menschliches Gewebe in der Öffentlichkeit statt. Über dieses Thema wird sehr konträr argumentiert. Leider ist es kaum möglich über dieses Thema rein sachlich zu argumentieren und Risiken kritisch zu bewerten. Aktuell gibt es weder wissenschaftliche Studien die eine Unbedenklichkeit beweisen wie auch Studien die einen Einfluss auf den Menschen nachgewiesen haben. Alle Studien befassen sich aber nur mit Sendeleistungen über 2 Watt. Bild: Feldstärke zur Entfernung Datenfunksystem DATAEAGLE 10-13