Maschinen und Anlagen stehen an verwinkelten Plätzen oder sind über mehrere Etagen verteilt, Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in großer Zahl in mehreren Hallen gleichzeitig unterwegs und müssen trotzdem sofort und unterbrechungsfrei erreichbar bleiben? Wo Feldbus-Installationen via Industrial WLAN oder Bluetooth in der Vergangenheit zuweilen an Grenzen geraten sind, gibt es im 5 GHz-Band ab sofort keine Hindernisse mehr. Dafür sorgt die Kombination bewährter DATAEAGLE-Technologie von Schildknecht mit dem EchoRing-Konzept von R3 Reliable Realtime Radio aus Berlin.
Der Reihe nach: In Einzelfällen kommt es vor, dass die Ethernet-Kommunikation per Funk an Grenzen gerät. Zum Beispiel, wenn der Maschinenpark ausgeweitet werden muss, die einzubindenden Anlagen aber ganz woanders auf dem Firmengelände stehen und die Ausweitung der Feldbus-Kabelverbindungen nur mit einem unverhältnismäßig großen Aufwand möglich wäre. Die patentierte DATAEAGLE-Technologie kann da in vielen Fällen durch die autarken Bluetooth-Funksysteme bereits Abhilfe leisten. Aber selbst DATAEAGLE sind rein (funk-)technisch gesehen bestimmte Grenzen gesetzt.
Da wäre erst einmal die Grenze des Industrial WLAN. Üblicherweise im 2,4 GHz-Band angesiedelt, folgt die Datenübertragung dem klassischen Prinzip „First come, first served“. Soweit kein Problem, falls die „Kommunikationspartner“ eng beieinander stehen und Mauern oder Zwischendecken die Datenübertragung nicht nennenswert verzögern. Ähnlich sieht es mit Bluetooth aus: In den weitaus meisten Fällen funktionieren Feldbus-Installationen unter Einbindung von Bluetooth-Übertragungen via DATAEAGLE absolut reibungslos und fehlerfrei. Aber im Einzelfall, wenn die Daten ausgerechnet „um die Ecke“ oder „durch die Decke“ und ohne jeglichen Zeit- oder Qualitätsverlust übertragen werden müssen, kann es in Ausnahmesituationen manchmal eng werden.
Was tun? Kabel ziehen, wenn um die Ecken flitzende FTS betroffen sind, scheidet aus. Also machten wir uns auf die Suche nach einer Alternative zu Bluetooth und WLAN - und stießen auf EchoRing.
Im Unterschied zu typischen WLAN-Installationen oder Bluetooth-Verbindungen nutzt EchoRing für die Datenübertragung das 5 GHz-Frequenzband, was bei extrem niedrigen Latenzzeiten zugleich einen stabilen und störungsfreien Betrieb gewährleistet. Während klassische WiFi-Architekturen kaum Möglichkeiten zur Priorisierung einzelner Datenströme bieten, erlaubt die EchoRing zugrundeliegende Token-Ring-Technologie eine am Service Level ausgerichtete, deterministische Kommunikation.
Perfekt: EchoRing baut zuverlässige Funkstrecken auf, und DATAEAGLE ist in der Lage, Informationen aller gängigen Feldbus-Protokolle (PROFIBUS, PROFINET, CAN) so aufzubereiten, dass eine absolut zuverlässige Übertragung gewährleistet werden kann.
So einfach? Ja, so einfach!
Im „Sharkroom“, wo wir von Schildknecht alle Technologien auf Herz und Nieren prüfen, haben wir DATAEAGLE in Kombination mit EchoRing genauestens unter die Lupe genommen. Als konkreter Anwendungsfall diente die Realisierung einer stabilen PROFINET-Kommunikation zwischen einer gebräuchlichen programmierbaren Steuerung und einem dezentralen I/O Modul.
Um die zu übertragenden Daten zu priorisieren und die Schnittstelle zwischen Funksystem und Steuerung zu entkoppeln, wurden die Signale zunächst mit einem DATAEAGLE-Modul vom Typ 4U15 vorverarbeitet und in UDP-Pakete umgewandelt. Die Übertragung zum I/O Modul erfolgte anschließend über ein EchoRing-Funksystem bestehend aus drei Funkmodulen, welche die hochzuverlässige Übertragung bei geringsten Latenzen sicherstellen sollten.
Das Ergebnis: Rund 95% aller UDP-Pakete konnten mit einer maximalen Latenzzeit von 9 (neun!) Millisekunden absolut zuverlässig im 5,8 GHz-Band übertragen werden. Im ungünstigsten Fall betrug die Übertragungszeit eines PROFINET-Telegramms unserer Messung nach 14 ms. Damit eignet sich diese Lösung absolut auch für High-Speed-Anwendungen, die eine zuverlässig niedrige Applikationszeit erfordern. Das bedeutet auch: In Kombination mit der patentierten DATAEAGLE-Technologie bleibt die Echtzeitkommunikationsfähigkeit der Steuerung erhalten und kann wie bei einer Kabelverbindung 1 ms betragen. Damit unterscheidet sich diese spezielle Lösung von allen anderen und sonst gängigen Funksystemen.
Und was bedeutet das für PROFIBUS-Anwendungen, die in verwinkelten Gebäudestrukturen ohne Aufbau von Funkstrecken nicht die notwendige Leistungsfähigkeit erreichen können? Es bedeutet, dass die bislang für Industrial WLAN und Bluetooth geltenden Einschränkungen der Übertragungstechnik kein Problem mehr darstellen. Mit DATAEAGLE und EchoRing können wir ab sofort Feldbus-Daten unabhängig vom Protokoll und über alle Systemgrenzen hinweg bei Bedarf auch bis in die letzte Ecke übertragen.
Überzeugen Sie sich selbst: Für ausgewählte Applikationen haben wir fünf Testsysteme vorbereitet, die Sie gerne auf Herz und Nieren prüfen können. Vereinbaren Sie dazu einen Termin und teilen Sie unseren Fachexperten mit, auf welchen Anwendungsfall wir Ihr persönliches Testsystem konfigurieren sollen. Wir liefern Ihnen das gewünschte System frei Haus und mit persönlicher Unterstützung durch einen EchoRing-Spezialisten können Sie die neue Übertragungstechnologie vor Ort in Betrieb nehmen. Jetzt Testsystem anfordern!
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