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Große Datenmengen zuverlässig übertragen

Spurgeführte Transportsysteme effizient steuern

In der hoch automatisierten Fertigungstechnik werden seit vielen Jahren spurgeführte Transportsysteme verwendet. Ob in der Automobilfertigung, der Automation des Materialflusses oder der Lagerlogistik – an Schienen geführte, bewegliche Einheiten befördern die benötigten Teile. Doch die dabei häufig eingesetzte Datenkommunikation via Schleifleitung stößt inzwischen an ihre Grenzen.

Die Kommunikation von Elektrohängebahn-Systemen wird aufgrund des erhöhten Datenaufkommens häufig über Leckwellenleiter realisiert.
Bild: Eisenmann

Die Kommunikation zu mobilen Einheiten in der Automatisierung erfolgt normalerweise via Schleifleitungen über mechanische Kontakte. Doch diese Technologie stößt aufgrund des steigenden Datenaufkommens moderner Anwendungen immer häufiger an ihre Grenzen. Abhilfe schafft eine berührungslose Funkverbindung über einen Leckwellenleiter, zunehmend kompaktere Komponenten sorgen dabei für eine einfachere Handhabung. Denn Schleifleiter werden bei herkömmlichen Lösungen, beispielsweise in einer Elektrohängebahn (EHB), nebeneinander an der Tragschiene geführt, die auch die Fördervorrichtung, das so genannten Gehänge, trägt. Über Schleifkontakte wird dabei eine serielle Datenverbindung zwischen dem Gehänge und der am Ende der Tragschiene montierten zentralen Steuerung hergestellt.

Neue Anforderungen nicht durch Schleifleiter umsetzbar

Doch aufgrund mechanischer Abnutzung müsssen die Kontakte turnusmäßig gewechselt werden. Während des Austausches ist die Hängebahn nicht einsatzbereit, was für den Anwender ein Problem darstellt. Zudem ergeben sich aus den stetig wachsenden Anforderungen einer fortschreitenden Automatisierung neue Herausforderungen für die Datenübertragung in der Werkhalle. So überfordert das hohe Datenaufkommen aktueller Steuerungslösungen die übliche Übertragungsrate einer mechanischen Schleifleitung von 50 Kilobit pro Sekunde. Auch die Menge der Konfigurationsdaten, die in die auf dem Gehänge befindliche Steuerung hochgeladen werden muss, nimmt zu. Anlagen-Updates sollen jedoch einfach und schnell ausgeführt werden können, und datenintensive Visualisierungen eröffnen Chancen, damit der Anlagenbetreiber auf den weltweiten Märkten konkurrenzfähig bleibt. Diese Anforderungen lassen sich über mechanische Kontakte nicht schnell und zuverlässig umsetzen. Aus diesem Grund werden die Datenschleifleiter in der Tragschiene immer öfter durch ein spurgeführtes Funkmedium ersetzt, das einen hohen Datendurchsatz erlaubt: WLAN am Leckwellenleiter.

Bewährter Einsatz in alltäglichen Anwendungen

WLAN kennen die meisten Anwender als industrietaugliches, breitbandiges Funk-Übertragungsmedium. Auch Leckwellenleiter werden im täglichen Leben wie selbstverständlich genutzt, ohne das der Anwender darüber nachdenkt. Als Beispiel sei der Radio- und Mobilfunkempfang in Tunneln angeführt. Ein Leckwellenleiter, der über die gesamte Länge des Tunnels an dessen Decke angebracht ist, sorgt hier für die störungsfreie Funktion der Geräte. Dabei handelt es sich prinzipiell um ein koaxiales Kabel, das auch für den Anschluss eines Fernsehgeräts verwendet wird. Seine äußere Abschirmung ist auf der kompletten Länge durch genau dimensionierte Öffnungen unterbrochen. Jeder dieser Schlitze wirkt wie eine kleine Antenne. Auf diese Weise wird das Funksignal über die Kabelstrecke abgestrahlt und versorgt die Umgebung. Die gleiche Technologie ermöglicht das Telefonieren in ansonsten gut abgeschirmten Zügen wie dem ICE. In den für die Mobiltelefonie gekennzeichneten Waggons sind ebenfalls Leckwellenleiter verlegt, weshalb auf ein komplexes, aus vielen Einzelkomponenten bestehendes Antennensystem verzichtet werden kann.

Einbindung schwer zugänglicher Teilnehmer

Das gleiche Konzept kommt zum Einsatz, wenn bei der Installation einer Elektrohängebahn anstelle der Schleifleitung ein Leckwellenleiter einzuziehen ist. Die geringere Sendeleistung des am Ende des Leiters angeschlossenen WLAN Access Points bedingt, dass das Funksignal nur einen kleinen Bereich versorgt. Auf dem Gehänge der Hängebahn befindet sich als Gegenstück ein WLAN-Client, dessen Antenne oben dicht am Leckwellenleiter geführt wird. So entsteht eine breitbandige Datenanbindung des Gehänges. Mit bis zu 54 Megabit pro Sekunde entspricht der Datendurchsatz etwa dem tausendfachen Wert einer klassischen Schleiferlösung. Zur Kommunikation über WLAN wird ein ethernetbasiertes Protokoll genutzt, beispielsweise Profinet. Der auch als Leaky Cable bezeichnete Leckwellenleiter kann bei mittiger Einspeisung auf einer Länge von maximal 200 Metern durch einen WLAN Access Point versorgt werden. Hat die Hängebahn eine größere Ausdehnung, erlaubt das von Freifunk-Systemen bekannte Roaming den Übergang auf einen anderen Abschnitt, in dem ein weiterer Access Point installiert ist. Auch Weichen oder Hebesysteme lassen sich so in das Kommunikationsnetz integrieren. Der Vorteil des Leckwellenleiters liegt im gleichmäßigen Funkfeld entlang seines Verlaufs: Auf diese Weise können schwer zugängliche Bereiche wie automatisch schließende Tore am Hallenübergang oder Übergänge auf unterschiedlichen Etagen zuverlässig versorgt werden.

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