FAQ
Welchen Vorteil habe ich mit einer Wireless PROFIBUS Verbindung?
Flexibel anpassbare Produktionsanlagen, mehrachsige Robotersysteme und dezentral arbeitende Maschinen stellen hohe Anforderungen an die Signal- und Datenübertragung. Kabelgebundene Lösungen kommen dabei an ihre Grenzen, wenn bewegliche oder rotierende Teile sowie mobile Systeme über PROFIBUS, PROFINET, PROFIsafe und andere Feldbus-Protokolle eingebunden werden sollen. Absolute Zuverlässigkeit ist hier ebenso gefordert wie lange Lebensdauer und Wartungsfreiheit bei einer drahtlosen Kommunikation. Nur eine sichere Verbindung zwischen Steuerungen und IO-Modulen gewährleistet eine dauerhafte Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen ohne Ausfallzeiten.
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Welche Vorteile bieten Funksysteme im Vergleich zu einem Kabel für die Industrie?
- Einfache Installation: Funksysteme erfordern keine aufwendigen Verkabelungen, was zu einer schnelleren und kosteneffektiveren Installation führt. Das bedeutet, dass die Geräte und Maschinen einfacher und schneller angeschlossen werden können, was wertvolle Zeit spart.
- Reduzierte Kosten: Funksysteme können dazu beitragen, die Kosten in der Industrie zu senken. Zum einen entstehen keine Reparaturkosten durch Kabelbruch. Zum anderen entfallen die hohen Installationskosten für die aufwändige Verlegung und Verbindung von Kabeln und Steckern, da diese durch drahtlose Funksignale ersetzt werden können.
- Zuverlässige Datenübertragung: Moderne Funksysteme bieten eine stabile und zuverlässige Übertragung von Daten, was für eine reibungslose Kommunikation zwischen den verschiedenen Geräten und Maschinen unerlässlich ist. Dadurch können Daten schneller und effektiver ausgetauscht werden, was die Produktivität und Effizienz erhöht.
- Erhöhte Flexibilität und Mobilität: Funksysteme bieten eine drahtlose Verbindung, was bedeutet, dass sich Geräte und Maschinen flexibel und mobil einsetzen lassen, ohne dass Verkabelungen oder Steckdosen erforderlich sind. Dadurch können die Geräte und Maschinen schnell und einfach an verschiedene Standorte bewegt werden.
- Weltweite Diagnosemöglichkeiten: Moderne Funksysteme bieten die Möglichkeit zur Diagnose und Überwachung von Geräten und Maschinen in Echtzeit und weltweit. Durch drahtlose Sensoren können Daten in Echtzeit erfasst und an ein zentrales System zur Analyse und Diagnose gesendet werden. Dadurch können Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, was Ausfallzeiten minimiert und die Wartungskosten senkt.
- Verbesserte Übersicht und Ordnung: Funksysteme können dazu beitragen, die Übersichtlichkeit und Ordnung in der Industrie zu verbessern. Durch den Verzicht auf Kabel und Steckverbindungen reduziert sich der Kabelsalat und es entsteht mehr Platz und Freiraum. Dadurch wird auch die Sicherheit erhöht, da es weniger Stolperfallen gibt und Feuergefahren minimiert werden.
- Weniger störanfällig: Funksysteme sind im Vergleich zu kabelgebundenen Systemen weniger störanfällig, da sie nicht von physischen Verbindungen abhängig sind. Bei kabelgebundenen Systemen führen mechanische Bewegungen oft zu Kabelbrüchen und dadurch bedingten Ausfallzeiten. Mit intelligenten Funksystemen entfällt dieses Problem, was zu einer höheren Verfügbarkeit und Effizienz der Anlagen und Maschinen führt.
- Langlebigkeit: Funksysteme haben eine längere Lebensdauer als kabelgebundene Systeme, da sie weniger anfällig für mechanische Belastungen sind. Bei Kabeln kann es zu Abnutzung, Kabelbrüchen und Steckverbindungsproblemen kommen, während Funksysteme diese Probleme nicht haben. Dadurch haben Funksysteme oft eine höhere Lebensdauer und reduzieren die Kosten für Ersatz und Reparaturen.
Was ist PROFIBUS?
PROFIBUS ist ein in der Automatisierungstechnik weit verbreiteter Kommunikationsstandard, der die Übertragung von Daten zwischen verschiedenen Geräten und Systemen in der Industrie ermöglicht. Das Protokoll ist ein serieller Standard und bietet eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit, Störfestigkeit und Flexibilität.
PROFIBUS besteht aus zwei Varianten: PROFIBUS DP (Decentralized Periphery) und PROFIBUS PA (Process Automation). PROFIBUS DP wird hauptsächlich für die Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren sowie dezentralen Steuerungen eingesetzt, während PROFIBUS PA für die Übertragung von Daten in der Prozessautomatisierung vorgesehen ist. Beide Varianten nutzen eine ähnliche Datenübertragungstechnologie, die auf einer Master-Slave-Architektur basiert.
In der PROFIBUS-DP-Variante übernimmt ein zentraler Steuerungsrechner (Master) die Koordination der Kommunikation und sendet Anweisungen an die angeschlossenen Geräte (Slaves). Die Daten werden dabei über eine RS-485- oder eine Glasfaserleitung übertragen. PROFIBUS PA hingegen nutzt eine spezielle Übertragungstechnologie, die auf der Basis von AS-i (Actuator Sensor Interface) beruht. Diese Übertragungstechnologie erlaubt es, Daten von Feldgeräten wie Sensoren und Aktoren in Echtzeit zu übertragen und somit Prozesse schneller zu steuern.
PROFIBUS zeichnet sich durch seine hohe Zuverlässigkeit aus und wird weltweit in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, darunter in der Fertigungsautomatisierung, der Prozessautomatisierung, der Gebäudeautomation, der Energieerzeugung und -verteilung sowie in der Transport- und Logistikbranche. Aufgrund seiner Flexibilität und Störfestigkeit eignet sich PROFIBUS auch für anspruchsvolle Anwendungen in rauen Industrieumgebungen.
Um eine reibungslose Kommunikation zu gewährleisten, müssen PROFIBUS-Geräte und -Systeme entsprechend konfiguriert und programmiert werden. Dafür stehen verschiedene Konfigurations- und Programmierwerkzeuge zur Verfügung, die eine einfache Inbetriebnahme und Wartung ermöglichen. Zudem gibt es eine Vielzahl von Schulungen und Zertifizierungen, um die Fachkenntnisse im Umgang mit PROFIBUS zu vertiefen.
Insgesamt bietet PROFIBUS eine zuverlässige, flexible und robuste Kommunikationslösung für die Automatisierungstechnik und hat sich in der Industrie als Standard etabliert.
PROFIBUS ist eine offene und herstellerunabhängige Technologie, die von der PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO) verwaltet wird. Es ist ein weit verbreiteter Standard in der Industrieautomation und wird von vielen Herstellern unterstützt.
Die Schildknecht AG ist Mietglied in der PNO und waren die erste Firma, die PROFIBUS und auch später PROFIsafe über Funk übertragen haben.
Was bedeutet Black Channel?
Was bedeutet Black Channel?
Das Black-Channel-Prinzip erlaubt die Übertragung sicherer und nicht sicherer Prozessdaten über dieselben Netzwerke- oder Busleitungen. Unabhängig von auf dieser Leitung verwendeten regulären Datentransportmechanismus können Safety-Komponenten Daten mittels eines isolierten sicheren Protokolls übertragen, das den darunter liegenden Netzwerk-Kanal durchtunnelt. Da es sich bei sicheren Feldbussen um reine Applikationsprotokolle ohne eigene physikalische Eigenschaften handelt, sind die verfügbare Bandbreiten und Zykluszeiten vom verwendeten Datentransportprotokoll abhängig. Mögliche Übertragungsfehler sind bekannt und in den relevanten Normen IEC 61784-3 und IEC 61508 angeführt.
Black Channel ausführlich erklärt!
Was bedeutet das Black-Channel-Prinzip für PROFIsafe?
Das PROFIsafe-Protokoll hat keine Rückwirkung auf die Standard-Busprotokolle. Es soll so unabhängig wie möglich vom jeweiligen Übertragungskanal sein, gleich ob Kupferkabel, Lichtwellenleiter, Rückwandbus oder drahtlos. Weder die Übertragungsraten noch die jeweilige Fehlererkennung spielen eine Rolle. Für PROFIsafe sind die Übertragungskanäle lediglich „Black Channels”.
Wireless PROFIsafe – Black-Channel
PROFIsafe – gleiches Protokoll mit Funk und Kabel
Ganz gleich ob für eine Kran-Steuerung, die Not-aus-Übertragung einer Produktionsmaschine oder andere sicherheitsrelevante Kommunikation: PROFIsafe hat sich als Standard für funktional sichere Kommunikation etabliert und ist seit 2007 unter der Bezeichnung IEC 61784-3-3 internationale Norm. Über das sicherheitsgerichtete Protokoll werden Daten zwischen einer Sicherheitssteuerung (F-PLC bzw. F-Host) und Feldgeräten (F-Devices) übermittelt. Während Steuerung und Device in der Regel sicherheitsgerichtete Komponenten sind und entsprechend zertifiziert sein müssen, hat PROFIsafe gemäß Systembeschreibung keine Rückwirkung auf die eingesetzten Standard-Busprotokolle: ob mit Industrial Ethernet (PROFINET IO), per RS485 (PROFIBUS-DP), über Backplanes oder Wireless – das verwendete Verfahren für die Datenübertragung hat keinen Einfluss auf die Sicherheits-Einstufung. Es handelt sich bei den Übertragungskanälen lediglich um sogenannte „Black Channels“, von denen die tatsächliche PROFIsafe-Anwendung komplett unabhängig aufgebaut ist. Dem entsprechend heißt es auch in der PROFIsafe Systembeschreibung: Eine drahtlose Übertragung ist zulässig, solange eine ausreichende Verfügbarkeit (keine Fehlauslösungen) und IT-Sicherheit (Security) gewährleistet sind.
Sichere Datenübertragung per Funk: das Black-Channel-Prinzip im Detail
Das heißt also, dass die Verwendung von Wireless-Technologien ebenso wie andere Funktechnologien auch qua Definition vorgesehen und möglich ist. Sowohl die Sicherheitssteuerung als auch das Remote-IO-System – zum Beispiel ein Safety-Switch – beinhalten das Safety-Protokoll. Die Schnittstelle dazwischen ist lediglich der Kanal zur Übertragung der Sicherheitsinformationen. Dem entsprechend ist für das drahtlose Gerät keine Sicherheitszertifizierung notwendig und es wird behandelt wie andere Infrastrukturkomponenten, beispielsweise Switches oder Kabel. Das spart beim Einsatz einer Black-Channel-Lösung die Neuberechnung oder Nachprüfung des Sicherheitslevels (SISTEMA).
Weitere Informationen:
Muss die Safety-Überwachungszeit für die Wireless-Kommunikation angepasst werden?
Ja, die Safety-Überwachungszeit im Datenfunksystem muss mit der Safety-Überwachungszeit (Watchdog-Time) in der SPS angeglichen werden. Detaillierte Informationen dazu erhalten Sie im Webinar „PROFIsafe über Funk“ oder durch eine persönliche Beratung mit unseren Wireless-Experten.
Welche Reichweite hat das Funksystem DATAEAGLE?
Die Reichweite eines Funksystems hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der genutzten Funktechnologie, der Umgebung, in der das Funksystem eingesetzt wird, sowie den Eigenschaften der verwendeten Antennen. Je nach Auswahl der Funktechnologie kann eine Reichweite zwischen wenigen Metern und ca. 3 Kilometern erzielt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Sichtverbindung zwischen den Antennen eine entscheidende Rolle spielt. Das bedeutet, dass Hindernisse wie Gebäude oder Bäume die Reichweite verringern können, da sie das Funksignal abschwächen oder blockieren. Eine optimale Platzierung der Antennen kann jedoch dabei helfen, die Reichweite zu maximieren.
Hier finden Sie Informationen zur richtigen Antennenmontage.
