R3: Feldbus ohne Kabel

Eine geeignete Lösung bietet die Kombination von Echoring mit der patentierten Dataeagle-Technologie von Schildknecht. Im Unterschied zu klassischen WLAN-Installationen nutzt Echoring für die Datenübertragung das 5-GHz-Frequenzband, was bei extrem niedrigen Latenzzeiten zugleich einen stabilen und störungsfreien Betrieb gewährleistet. Die Vorteile machen sich vor allem dort bemerkbar, wo Maschinen und Anlagen aus verwinkelten Bereichen oder über mehrere Etagen verteilt in vorhandene Feldbus-Systeme eingebunden werden müssen. Als Alternative zur aufwendigen Installation von Kabelverbindungen oder für die Steuerung Fahrerloser Transportsysteme (FTS) werden die Daten zwar vielerorts bereits drahtlos per WLAN übertragen. Die extrem hohen Feldbus-Anforderungen hinsichtlich geringer Zykluszeiten und absoluter Zuverlässigkeit sind im gängigen 2,4-GHz-Frequenzband aber nur schwer erfüllbar.

In Kooperation mit der Schildknecht AG konnte nun eine Lösung entwickelt werden, die drahtlose Feldbus-Kommunikation ohne jeglichen Leistungsverlust auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen ermöglicht. 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, werden die Signale zunächst mit einem Dataeagle-Modul vom Typ 4U15 vorverarbeitet und in UDP-Pakete umgewandelt. Die Übertragung zum I/O Modul geschieht anschließend über ein Echoring-Funksystem bestehend aus drei Funkmodulen, die die zuverlässige Übertragung bei geringen Latenzen sicherstellen. Im Ergebnis konnten rund 95 % aller UDP-Pakete mit einer maximalen Latenzzeit von 9 Millisekunden absolut zuverlässig im 5,8-GHz-Band übertragen werden.

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. Zugleich ist die Dataeagle-Technologie in der Lage, Informationen aller gängigen Feldbus-Protokolle (Profibus, Profinet, CAN) so aufzubereiten, dass eine absolut zuverlässige Funkübertragung gewährleistet werden kann.
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