Duale Funkanalyse für die Automatisierung

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R I N T E G R I E R T E S C H A LT U N G E N I I S
I N S T I T U T S T E I L E N T W U R F S A U T O M AT I S I E R U N G E A S
Foto: artstudio_pro - Fotolia
DUALE FUNKANALYSE FÜR DIE
AUTOMATISIERUNG
Funksysteme bieten in der Industrieautoma-
analysiert dabei Funknetze anhand des Fre-
tisierung entscheidende Vorteile gegenüber
quenzspektrums und betrachtet gleichzeitig
drahtgebundenen Lösungen. Die flexible
die logischen Daten der Funktelegramme.
Positionierung der Funkknoten eröffnet
Mit dieser dualen Analyse können wir
größere Spielräume, zum Beispiel bei der
einerseits feststellen, wie stark eine Frequenz
datentechnischen Anbindung von weit
ausgelastet ist. Andererseits lassen sich aber
entfernten oder beweglichen Anlagenteilen.
auch der Zustand der Funkverbindungen
Voraussetzung ist aber, dass drahtlose
und Störquellen identifizieren.
Lösungen im industriellen Umfeld zuverlässig
und robust funktionieren – auch bei schwieFraunhofer-Institut für
rigen Bedingungen, wie geschlossenen
Integrierte Schaltungen IIS
metallischen Umgebungen.
Institutsteil
Entwurfsautomatisierung EAS
Ihre Vorteile
Zeit- und Kostenersparnis bei Planung, Ins-
Deshalb ist es notwendig, drahtlose Systeme
tallation und Betrieb von Funknetzen durch:
schon bei der Planung und Konfiguration an
■
Zeunerstraße 38
die Einsatzumgebung anzupassen. Zudem
01069 Dresden
muss ihre Funktion im Betrieb überwacht
Anlagen- und umgebungsgerechte
Konfiguration von Funknetzwerken
■
Früherkennung von Störquellen und
werden, sodass Anlagenbetreiber rechtzeitig
detaillierte Ursachenanalyse (auch für
Ansprechpartner:
auf kritische Veränderungen der Funkbe-
komplexe Systeme)
Dr. Andreas Frotzscher
dingungen reagieren können. Hierfür bietet
Telefon +49 351 4640-836
das Fraunhofer IIS/EAS Dienstleistungen, mit
[email protected]
denen drahtlose Systeme sicher geplant, be-
■
Funknetz (z. B. bei der Auslastung)
■
me genau untersucht und behoben werden
können. Unser Mess- und Diagnosesystem
Effiziente und sichere Nutzung von
lizenzfreien Frequenzbändern
trieben und eventuelle Übertragungsproblewww.eas.iis.fraunhofer.de
Identifizierung bestehender Reserven im
■
Individuell zugeschnittene Lösungsstrategien für Ihre Anwendung
Foto: Moreno Soppelsa - Fotolia
1
Die duale Funkanalyse
Die Ergebnisse der dualen Analyse sind selbst
Störungsanalyse von funkvernetzten Auto-
unter schwierigen Bedingungen äußerst de-
matisierungssystemen. Unsere Leistungen:
Die von drahtlosen Kommunikationssys-
tailliert und zuverlässig – auch bei komplexen
temen ausgesandten Telegramme sind als
Funksystemen und verschiedenen gängigen
■ Machbarkeitsstudien
Signale im Funkspektrum erkennbar. Darüber
Technologien. Gibt es also beispielsweise
■ Planung und Support bei der Technolo-
hinaus geben die in den Telegrammen ent-
Störungen bei einer Datenanbindung über
haltenen logischen Informationen Aufschluss
WLAN, die durch eine Bluetooth-Kommuni-
über eine gesamte Funkumgebung. Die
kation an der Nachbarmaschine entstehen,
duale Funkanalyse verknüpft deshalb die
lässt sich das präzise feststellen.
gie- und Systemwahl
■ Messtechnische Zuverlässigkeitsanalyse
und Störungsdiagnose
■ Entwicklung von Messsystemen zur
Ergebnisse von Telegramm- und Spektralana-
permanenten Netzwerküberwachung
lyse, um genaue Aussagen zu Systemzustand
und präventiven Störungserkennung
oder Störungen zu ermöglichen.
Unsere Dienstleistungen
■ Entwicklung kundenspezifischer
Dabei liefert die Spektralanalyse Informa-
Wir analysieren die Anforderungen der
■ Unterstützte Funktechnologien:
tionen, um vorhandene Funksysteme und
konkreten Anwendung und bewerten ver-
WLAN, Industrial WLAN, Bluetooth,
Interferenzen (z. B. durch Produktionsanlagen
schiedene Technologien und Komponenten
WirelessHART, Sensornetzwerke nach
oder umgebende Funksysteme) zu erkennen.
bezüglich ihrer Eignung. Dabei arbeiten wir
IEEE 802.15.4 / unterstützte Frequenz-
Außerdem lässt sich mit ihr die Auslastung
stets herstellerneutral. Wir unterstützen
bänder: 2.4 GHz und 5 GHz
von Frequenzen feststellen. Da allerdings
unsere Kunden außerdem bei der Planung,
zahlreiche Funkstandards in der Industrie die-
der Inbetriebnahme sowie der Zustands- und
Prototypen von Funksystemen
selben lizenzfreien Frequenzbänder nutzen,
1 Einsatzbeispiel: Lager mit
fahrerlosem Transportsystem
liefert diese Aussage allein Anlagenbetreibern
meist zu wenige Informationen, um konkrete
Störquellen zu identifizieren und abzustellen.
Erkennung von Funkstörungen mithilfe der dualen Funkanalyse
tim
Übertragung
gestört
Deshalb wird die Protokollanalyse hinzuge-
e
DUALE ERFASSUNG
von Funkspektrum und
Telegrammdaten, z. B.:
WLAN
zogen, mit der die Telegramminformationen
Bluetooth
jeder Funkverbindung auch separat betrachKommunikationsablauf werden so für jede
Telegramm: SPS an Aktor B
Leistung
tet werden kann. Eventuelle Störungen im
Telegramm: Sensor C an SPS
Telegramm: SPS an Aktor D
Verbindung deutlich. Auch die Reserven, die
Telegramm: Sensor A an SPS
ein Netzwerk im Hinblick auf die Auslastung
Frequenz
und Zuverlässigkeit hat, werden einzeln aus-
DUALE ANALYSE
& AUSWERTUNG
gewiesen. Insgesamt ermöglicht sie Anlagenbetreibern, Problemstellen früh zu erkennen,
Störungen zu beheben. Dazu gehören
insbesondere auch Ausbreitungsprobleme
und sich gegenseitig störende Funkknoten
oder Verbindungen (Koexistenzprobleme).
Feststellung der
gestörten Übertragung
SPS
genau zu diagnostizieren und zielgerichtet
SPS
Senso
rA
Aktor
B
Senso
rC
Aktor
D
(Telegramme von Sensor C
an SPS und von SPS an
Aktor B stören sich)

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