FAQ
Wie groß ist die mögliche Reichweite bei Bluetooth?
Diese Frage wird uns oft gestellt, und meistens denken die Leute, dass die Reichweite recht gering ist. Das liegt natürlich daran, dass Bluetooth eine Verbrauchertechnologie ist und hauptsächlich für die Kommunikation mit Geräten wie Kopfhörern verwendet wird.
Was ist also der Unterschied zu einer Nicht-Verbraucheranwendung, einer industriellen Anwendung, die in unsere Funksysteme DATAEAGLE eingebettet ist?
Wir verwenden die gleichen Hardware-Chips, aber wir entwickeln vor allem unsere eigene Software. So optimieren wir die Kommunikation für industrielle Zwecke.
Zweitens, und das ist das Wichtigste, ist die Sendeleistung. Während die meisten Gerätekommunikationssysteme eine maximale Sendeleistung von nur 1 mW verwenden, benötigen industrielle Anwendungen 100 mW, um Daten zu senden.
Der Grund für diese geringe Sendeleistung ist die Optimierung der Batterielebensdauer. Die #Industriekommunikation, mit Ausnahme der Sensorkommunikation, ist nicht batteriebetrieben, so dass wir die maximale Sendeleistung verwenden können, die der Funkkommunikationsstandard zulässt.
Der dritte und sehr wichtige Punkt in Bezug auf die Reichweite ist die Antenne. Antennen sorgen für eine Verstärkung der Sendeleistung des Geräts. Während ein Smartphone eine Antenne ohne zusätzlichen Gewinn (0 dB) verwendet, können wir in unseren Anwendungen Antennen mit bis zu 14 dB Gewinn einsetzen.
Nachdem wir das nun etwas ausführlicher diskutiert haben, kommt hier die Antwort.
In unseren Industrial Wireless-Anwendungen mit Bluetooth erreichen wir in Innenräumen problemlos bis zu 300 Meter, und mit der besten Antenne schaffen wir auch Point-to-Point-Anwendungen von 1 Kilometer!
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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Muss ich das Funkgerät über die Gerätebeschreibungsdatei einbinden?
Nein. Die DATAEAGLE Datenfunksysteme von Schildknecht müssen nicht über eine Gerätebeschreibungsdatei (z.B. GSDML bei PROFINET oder GSD bei PROFIBUS) in die Steuerung eingebunden werden. Sie agieren wie ein Kabelersatz und sind transparent in der Kommunikation. Allerdings können die Geräte optional in die SPS eingebunden werden, um die integrierte Diagnose der Datenfunksysteme zu aktivieren. Die Diagnosedaten geben Auskunft über Funkunterbrechungen oder Verbindungsaufbauten bei Abbrüchen, wodurch Probleme in der Anlage wie defekte Kabel oder Antennen entdeckt werden können.
Kabel durch Datenfunk ersetzen – ohne Änderungen an der Maschine
Wichtig für den einfachen Austausch der Lösung für die Datenübertragung: Am generellen Setup der Maschine oder Anlage sollte möglichst nichts verändert werden müssen. Oft haben sich die Einstellungen der Timings von PROFIBUS oder PROFINET bewährt, erfüllen wichtige Sicherheitsanforderungen oder erfordern bei einer Anpassung neue Abnahmen durch TÜV und Co. Das gilt es zu verhindern. Wireless-Lösungen arbeiten häufig mit Aktualisierungszeiten im Bereich von 16-32 Millisekunden, während für PROFINET eine Aktualisierungszeit von 1-2 Millisekunden üblich ist. Ein Austausch durch eine solche Lösung würde Eingriffe in die Maschinensteuerung und damit unter Umständen eine umfangreiche Erprobung und Abnahme erfordern.
Wireless-Lösungen von Schildknecht können 1:1 gegen bestehende Kabel- oder Schleifringsysteme ausgetauscht werden – ohne Änderung an der Maschine. Der Austausch kann schnell und einfach von einem Betriebselektriker vorgenommen werden, umfangreiche Anpassungen oder Neu-Zertifizierungen entfallen.
Mit DATAEAGLE ist keine Einbindung der Datenübertragung in die Hardware-Konfiguration notwendig. Die Gerätebeschreibungsdateien GSD (PROFIBUS) bzw. GSDML (PROFINET) müssen nicht verändert werden und die Konfiguration „Kabel“ kann erhalten bleiben.
Sie stoßen dennoch auf Fragen bei der Installation? Dann hilft die Schildknecht Inbetriebnahme-Garantie!
Ist eine PROFIBUS Funkverbindung stabil?
Ja zum Beispiel durch eine intelligentes Datenfunksystem wie DATAEAGLE ist eine stabile drahtlose Kommunikation zwischen Maschinen möglich. Die Schildknecht AG ist Pionier im Bereich der Datenfunkverbindungen, und verfügen über viele Jahre Erfahrung mit Funksystemen. Die patentierte DATAEAGLE Technologie ermöglicht eine stabile Datenübertragung von PROFIBUS und auch PROFIsafe
• Mehr dazu in unserem Whitepaper sowie im Video.
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.
Muss ich das Funkgerät über die Gerätebeschreibungsdatei einbinden?
Nein. Die DATAEAGLE Datenfunksysteme von Schildknecht müssen nicht über eine Gerätebeschreibungsdatei (z.B. GSDML bei PROFINET oder GSD bei PROFIBUS) in die Steuerung eingebunden werden. Sie agieren wie ein Kabelersatz und sind transparent in der Kommunikation. Allerdings können die Geräte optional in die SPS eingebunden werden, um die integrierte Diagnose der Datenfunksysteme zu aktivieren. Die Diagnosedaten geben Auskunft über Funkunterbrechungen oder Verbindungsaufbauten bei Abbrüchen, wodurch Probleme in der Anlage wie defekte Kabel oder Antennen entdeckt werden können.
Kabel durch Datenfunk ersetzen – ohne Änderungen an der Maschine
Wichtig für den einfachen Austausch der Lösung für die Datenübertragung: Am generellen Setup der Maschine oder Anlage sollte möglichst nichts verändert werden müssen. Oft haben sich die Einstellungen der Timings von PROFIBUS oder PROFINET bewährt, erfüllen wichtige Sicherheitsanforderungen oder erfordern bei einer Anpassung neue Abnahmen durch TÜV und Co. Das gilt es zu verhindern. Wireless-Lösungen arbeiten häufig mit Aktualisierungszeiten im Bereich von 16-32 Millisekunden, während für PROFINET eine Aktualisierungszeit von 1-2 Millisekunden üblich ist. Ein Austausch durch eine solche Lösung würde Eingriffe in die Maschinensteuerung und damit unter Umständen eine umfangreiche Erprobung und Abnahme erfordern.
Wireless-Lösungen von Schildknecht können 1:1 gegen bestehende Kabel- oder Schleifringsysteme ausgetauscht werden – ohne Änderung an der Maschine. Der Austausch kann schnell und einfach von einem Betriebselektriker vorgenommen werden, umfangreiche Anpassungen oder Neu-Zertifizierungen entfallen.
Mit DATAEAGLE ist keine Einbindung der Datenübertragung in die Hardware-Konfiguration notwendig. Die Gerätebeschreibungsdateien GSD (PROFIBUS) bzw. GSDML (PROFINET) müssen nicht verändert werden und die Konfiguration „Kabel“ kann erhalten bleiben.
Sie stoßen dennoch auf Fragen bei der Installation? Dann hilft die Schildknecht Inbetriebnahme-Garantie!
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.
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 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 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:
