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Einfluss in der Industrie wird weiter zunehmen: Ausgabe 20/2018, 13.12.2018

Aufbau industrieller Wireless-Systeme

Die Wireless-Technologie hat unsere Welt grundlegend verändert. Beeinflusst durch die zunehmende Verbreitung von Smartphones und Tablets hat diese Technologie auch in der Industrie die Arbeitsabläufe bereits stark umstrukturiert und wird auch weiterhin zunehmend Einfluss gewinnen

Autor: Henning Wriedt, USA-Korrespondent

Bilder: NIST

Die drahtlose Technologie hat ohne Zweifel bei vielen Herstellern grosses Interesse geweckt, wie zum Beispiel bei den industriellen Automatisierungssystemen, zu denen Prozesskontrolle, diskrete Fertigung und Sicherheitssysteme gehören. Der Einsatz von WirelessTechnologien in neuen oder bestehenden Industriesystemen für die Überwachung und Steuerung von Geräten und Prozessen erübrigt kostspielige Verkabelungen und ermöglicht eine hohe Konfigurationsflexibilität. Darüber hinaus kann der Einsatz von drahtlosen Technologien die Betriebsbedingungen, die Leistung und die Effizienz in der Produktion mit neuen intelligenten Fertigungskonzepten verbessern.

Zuverlässige Kommunikation für die Überwachung
Die Wireless-Technik wird seit vielen Jahren in der Industrie eingesetzt, zum Beispiel mit den lizenzierten Frequenzbändern, die den Vorteil des generell störungsfreien Betriebs aufweisen. Sie bietet seit Jahren eine zuverlässige Kommunikation für die Überwachung und Steuerung von Prozessen, bei denen die Verwendung von Kabeln entweder zu kostspielig oder unpraktisch ist. Bei Interferenzen gibt es immer einen Rechtsbehelf. In den letzten Jahren erschienen lizenzfreie Wireless-Technologien auf der Basis der industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen (ISM) Funkfrequenzbänder (RF). Sie bieten der Industrie viele Lösungsoptionen, wie beispielsweise drahtlose Vernetzung mobiler Mitarbeiter und drahtlose Sensornetze zur Prozessoptimierung und zum Asset-Management.

Mögliche Interferenzprobleme
Das explosionsartige Wachstum solcher Technologien würde jedoch zu potenziellen Interferenzproblemen führen. Darüber hinaus wurden die Akzeptanz und der Einsatz von Funktechnologien oft durch Mängel an Zuverlässigkeit, Integrität und Sicherheit behindert – besonders dann, wenn die drahtlose Kommunikation in rauen industriellen Umgebungen oft gestört oder sogar unterbrochen wird.
Welche Funktechnologie ist also für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet und welche Designkonzepte und Vorsichtsmassnahmen sollten getroffen werden, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten?
Einfach ausgedrückt, es gibt nicht die eine Lösung für eine drahtlose Kommunikation, da sie von der Reichweite zwischen den Geräten, den HF-Anforderungen, der Netztopologie, dem Kommunikationsprotokoll, der Datenrate, der Netzgrösse und dem Ausmass der Interferenzen in der industriellen Umgebung abhängt.

NIST-Leitfaden bietet wertolle Informationen
Durch Interaktionen mit der Industrie erkannten Forscher des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) die Notwendigkeit eines Leitfadendokuments für die Industrie, die Herstellern, Anwendern und ihren Technologielieferanten helfen wird, sichere, drahtlose Systeme zu entwerfen, zu bewerten, auszuwählen und bereitzustellen, die unter den jeweiligen Einstellungen und Bedingungen in der Produktion zuverlässig funktionieren können.
Der Zweck des Dokuments ist es, «BestPractice»-Richtlinien für eine integrierte Methodik bereitzustellen, die darauf abzielt, die Echtzeit-Performance sicherer drahtloser Systeme in intelligenten Fertigungssystemen zu realisieren, zu bewerten und zu gewährleisten.

Tipps zu bestehenden Funktechnologien
Diese Leitlinien zielen auch darauf ab, Anwendern, Herstellern und Anbietern von Technologien und Lösungen die Möglichkeit zu geben, robuste, verlässliche und sichere integrierte drahtlose Systeme, unter Berücksichtigung von Koexistenz- und Interferenzproblemen in intelligenten Fertigungssystemen, zu entwerfen, auszuwählen, zu implementieren, zu konfigurieren und zu bewerten.
Das Dokument geht nur auf bestehende Wireless-Technologien ein, die in industriellen Umgebungen zum Einsatz kommen. Fortgeschrittene drahtlose Technologien fallen nicht in den Geltungsbereich des Dokuments. Eine Überarbeitung des Dokuments kann dann gerechtfertigt sein, wenn neue und relevante Mobilfunkstandards und -technologien angenommen und in der Industrie verwendet werden.
Das erwähnte 60-seitige Dokument mit dem Titel «Guide to Industrial Wireless Systems Deployments» lässt zum besagten Thema praktisch keine Fragen offen – von der Vorstellung vorhandener Wireless-Technologien, diverser Sicherheitsaspekte, Antennenpositionen, anwendbarer Standards bis hin zu diversen wichtigen Checklisten.

Infoservice National Institute of Standards and Technology
100 Bureau Drive, Gaithersburg, MD 20899, USA
Tel. 001 301 975 20 00
www.nist.gov/about-nist/contact-us, www.nist.gov

 



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