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Effiziente WLAN-Vernetzung im Automationsumfeld

Wireless LAN-Technologie wird bereits seit mehreren Jahren erfolgreich in Industrieprojekten eingesetzt. Dabei bildet diese Technik das Pendant zum kabelgebundenen Ethernet. Die Erfahrungen zeigen jedoch, dass die Funkkommunikation im Produktionsumfeld besondere Anforderungen an Wissen, Planung und Projektmanagement stellt. Zur Unterstützung für Hardware-Auswahl und Ausleuchtungsplanung kann sich auch der Blick auf spezialisierte Software lohnen.

Bild: Belden

Der Einsatz kabelloser Techniken bietet vor allem bei mobilen Applikationen Vorteile, etwa wenn PCs von Mitarbeitern oder Fahrzeuge mit einem Netzwerk verbunden werden sollen. So lassen sich beispielsweise Arbeitsabläufe optimieren, der Service verbessern oder Informationsdienste anbieten. Die Funkkommunikation ermöglicht oft Lösungen, die mit Kabeln nicht denkbar wären, außerdem können verschleißgefährdete Kabel kostengünstig ersetzt werden. Damit reduzieren kabellose Lösungen Kosten oder erschließen sogar Einnahmequellen für den Betreiber. Je komplexer das Einsatzszenario, desto höher wird jedoch der Aufwand für Planung und Installation.

Einsatzfelder funkgestützter Datenübertragung

Es gibt mehrere kabellose Techniken, mit denen digitale Daten übertragen werden können. Im Industriebereich haben sich mittlerweile eine Handvoll Protokolle etabliert. In der Fabrikautomation geht es darum, direkt an der Maschine auf kurze Distanz eine Verbindung aufbauen zu können, die sich über Kabel nicht mehr realisieren lässt. Zum Beispiel bei drehenden Teilen oder entlang einer Fertigungslinie, bei der sich viele Teile hin und her bewegen.

Diese Anforderungen ersetzen lediglich das Kabel und benötigen keine hochentwickelten Netzwerkfähigkeiten des Protokolls. Deshalb sind dort einfache Installationen, kleine Bauformen und passende serielle Schnittstellen oder IO-Anschlüsse gefordert. Hierzu werden oft Techniken wie Bluetooth oder WSAN eingesetzt. Diese Protokolle können Planer und Installateure nahezu ebenso behandeln wie eine kabelgebundene Busverbindung.

In der Prozessautomation kommen auf der Feldebene Protokolle wie Wireless Hart oder ISA100.11a zum Einsatz. Sie wurden vor allem mit Blick auf niedrige Leistungsaufnahme und zuverlässige Datenübertragung auch über längere Strecken entwickelt.Damit entsprechen diese Protokolle letztlich einem kabellosen Feldbus-System.

Kabellose Anbindung mobiler Endgeräte

Das einzige Protokoll, das für die Datenübertragung in einer Netzwerktopologie wie Ethernet entwickelt wurde, ist WLAN IEEE802.11. Mit dieser Technik können mehrere Topologien aufgebaut werden. Dabei muss zunächst beachtet werden, dass es nach Standard IEEE802.11 zwei Typen von Netzteilnehmern gibt: Der Access Point (AP) stellt die Basisstation dar, die den Übergangspunkt zwischen kabelgebundenem Ethernet und dem drahtlosen Netz bildet, das der AP sozusagen aufspannt. Die Endgeräte sind dann typischerweise Clients, die sich am AP anmelden und über diesen untereinander oder mit dem Ethernet kommunizieren. Diese als ‚Infrastruktur-Netzwerk‘ bezeichnete Topologie ist vom IEEE-Standard vorgegeben. Sie wird dort eingesetzt, wo sich viele mobile Endgeräte wie Bedienterminals, PDAs, Laptops oder fahrerlose Transportsysteme in einem Netzwerk bewegen sollen.

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