Der Einsatz von Drahtlos- bzw. Wireless-Technologie im industriellen Sektor nimmt rasant zu. Vor allem in Produktionsstätten, die ein gewisses Maß an Mobilität und Flexibilität fordern – wie in den Bereichen Robotik, fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) oder RFID-Ortungsgeräte. Aber es gibt noch viele weitere Einsatzgebiete, die von dieser Technologie profitieren, damit ihre Kosten einsparen und gleichzeitig ihre Zuverlässigkeit steigern können.
Von Alejandro Molinero, Product Manager, SMC Spanien
SEPTEMBER 2022
Robust und anpassungsfähig
Die industrielle Wireless-Kommunikation unterscheidet sich vom Wi-Fi-Netzwerk, das wir von zu Hause kennen. Die Technologie ist weit robuster und für den industriellen Gebrauch angepasst. Dadurch ist sie für die meisten Anwendungen weitaus verlässlicher als ein kabelgebundenes Netzwerk. Bei SMC haben wir sehr intensiv daran gearbeitet, mit unserem drahtlosen Feldbussystem eine bewährte Lösung zu entwickeln, die bis zu 1280 Eingänge/Ausgänge für die Kommunikation mit bis zu 127 dezentralen Modulen bietet.
Visualisierung – drahtlose Kommunikationseinheit von SMC in einem Automobilwerk
Das System stammt aus unserem Konzept der kundenorientierten Innovation. Angesichts ihrer Probleme mit Kabelermüdung wünschten sich Kunden (ursprünglich aus der Automobilindustrie) ein verlässlicheres Kommunikationssystem. Es war ihnen klar, dass die Entwicklung eines solchen Systems zu einer Verringerung der Produktionsunterbrechungen und einer Verbesserung der Produktivität und Gesamtanlageneffektivität (GAE) führen würde. Daraufhin setzten wir unseren lösungsorientierten Ansatz in Gang – einschließlich der Phasen Entwicklung, Prüfung und Validierung. Erst nach Abschluss der Tests in sehr anspruchsvollen Umgebungen haben wir das System mit absoluter Gewissheit auf den Markt gebracht.
Heute nutzt eine Reihe von Industriebetrieben das System. Sie alle genießen die Vorteile der schnelleren Verkabelung und Installation der Anschlüsse sowie der geringeren Bruch- und Geräteausfallsgefahr. Das Ergebnis? Höhere Verlässlichkeit! Außerdem können Sie Ihre Kosten drastisch senken – sowohl beim Material für die Verkabelung als auch bei der Arbeitszeit für die Installation. Hier ein eindrucksvolles Beispiel: Ein drahtgebundenes System mit 15 seriellen Schnittstelleneinheiten (SI) wird durch ein drahtloses System mit einer Basiseinheit und 15 dezentralen Einheiten ersetzt. Dabei werden die Kommunikationsleitungen von 15 auf eine und die Anzahl der erforderlichen Kommunikationsstecker von 29 auf einen reduziert. Mit SMC bleibt Ihnen darüber hinaus die Austauschbarkeit zwischen den SI-Einheiten erhalten.
Wahl der Datenübertragungsfrequenz
Die Drahtlostechnologie bietet zahlreiche weitere Vorteile, nicht zuletzt völlige Störfestigkeit durch das Frequenzsprungverfahren (Wechsel der Trägerfrequenz alle 5 ms) sowie Datenverschlüsselung im 2,4-GHz-ISM-Frequenzband.
Ein wesentliches Merkmal jeder Drahtlostechnologie ist die Datenübertragungsfrequenz. Sie beeinflusst die Datenrate, die Übertragungsreichweite und die Fähigkeit, Gegenstände zu durchdringen. Eine optimale Auswahl des Einsatzspektrums ist daher entscheidend, um den Anforderungen Ihrer Anwendung gerecht zu werden. Im Frequenzbereich 2,4-GHz-ISM (Industrie, Wissenschaft und Medizin) werden Störungen von anderen drahtlosen Geräten durch schnelles Wechseln der Frequenz vermieden – selbst im industriellen Umfeld mit hohem Funksignalaufkommen. Zusätzlich ermöglicht das System die Überwachung des drahtlosen Kommunikationsstatus zu jeder Zeit.
Weiters genießen Sie die absolute Sicherheit, dass unbefugter Zugriff von außen durch Datenverschlüsselung verhindert wird. Für noch mehr Schutz sorgt die Tatsache, dass ohne vorherige Kenntnis der Sequenz, der Datenstrom schwierig zu entschlüsseln ist.
Einsetzen können Sie die Drahtlostechnik überall – denn es gibt keinerlei Einschränkungen aufgrund der Verkabelung. Drahtlose Kommunikation eignet sich optimal für Werkzeugwechsel in Roboterarmen, Dreh- und Rundtakttischen sowie für Schweißanwendungen. Bringen Sie einfach mehr Flexibilität in Ihre Maschinen und nutzen Sie die schnellen Verbindungsmöglichkeiten. Die Zeit vom Einschalten bis zum Beginn der Kommunikation beträgt ca. 250 ms. Ein zusätzlicher Vorteil: Die Konfigurationsdateien können mit Hilfe eines NFC-Lese-/Schreibgeräts (Near Field Communication) und einer Software eingestellt werden. Einige Parameter können auch im stromlosen Zustand angepasst werden.
Drahtlose Remote- & Base-Einheit von SMC angeschlossen an eine 5-Stationen-Elektromagnetventil-Mehrfachanschlussplatte
Erprobte Lösung
Bevor wir Ihnen die bestmögliche Lösung vorschlagen, werden bei SMC für jede Anwendung Einstellungen, Prüfungen und Vergleiche mit kabelgebundenen Systemen vorgenommen. Schließlich müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, die Erfahrung und Fachwissen erfordern. Nicht zuletzt geht es um Reichweite, Geschwindigkeit/Leistung, Verlässlichkeit, Cybersicherheit, Umsetzungskosten, Support- und Wartungskosten, Kompatibilität mit den bestehenden Systemen und um den Lebenszyklus.
Wenn wir keinen Vorteil hinsichtlich Wireless in Ihrem Anwendungsfall erkennen, belassen wir die Verkabelung. Aufgrund der gegebenen Pluspunkte wird dies jedoch immer seltener der Fall. Denn die drahtlose Kommunikation führt nicht nur zu geringeren Unterbrechungen, sie bietet auch ein verbessertes Verhalten bei Kurzstopps (Micro-Stops), die für Industriebetriebe ein zunehmendes Problem darstellen.
Kurzum: Drahtlostechnologien gewinnen hinsichtlich Kosten, Verlässlichkeit und Flexibilität in mehr als 60 % der Industriebetriebe für verschiedenste Kommunikationserfordernisse stetig an Bedeutung. Vorausgesetzt, die Installation erfolgt professionell unter Berücksichtigung der jeweiligen Umweltbedingungen, ist die industrielle Drahtloskommunikation stabil und verspricht eine lange Lebensdauer. Es können sogar an beiden Enden Geräte ausgetauscht werden – ohne dass die drahtlose Infrastruktur geändert werden muss.
Allein in Spanien hat SMC bereits an Hunderten von Industrieanlagen drahtlose Datenübertragungssysteme installiert. Die Kundenzufriedenheit ist in allen Bereichen ausgezeichnet, was eindeutig für die Verlässlichkeit dieser Technologie spricht.
Die drahtlose Datenübertragung setzt sich immer mehr durch. Mögliche Anwendungsfälle umfassen den Umstieg von kabelgebundenen Lösungen auf Wireless, drahtlosen Gerätezugriff, Konnektivität mit beweglichen industriellen Geräten sowie dezentralisierte und flexible Architekturen. Angesichts der wachsenden Branchenherausforderungen wie Digitalisierung, „Smart Factory“, Flexibilität, Mobilität und Datenerfassung besitzt diese Technologie das Potenzial, neue Möglichkeiten der Werksoptimierung und Effizienzsteigerung zu erschließen – und all das bei erhöhter Sicherheit.
