Drahtlose Kommunikation Daten-Verkehr für die Automatisierung richtig regeln

In der industriellen Automatisierung geht der Trend hin zur kabellosen Kommunikation. Werden in der Fabrikhalle dazu noch drahtlose IT-Lösungen eingesetzt, sind die Kanäle häufig überbelegt und die Datenpakete überlagern sich. Mit der Analyse dieses Problems beschäftigt sich Dipl.-Ing. André Schimschar im Rahmen seiner Doktorarbeit.

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Herr Schimschar, welche Probleme können auftreten, wenn mehrere Funklösungen parallel betrieben werden?

Schimschar: Das generelle Problem ist doch, dass in der Regel nur das ISM-Band bei 2,4 GHz zur drahtlosen Kommunikation in der industriellen Automatisierung genutzt wird. In einem Frequenzbereich von nur 83,5 MHz übertragen Techniken wie W-Lan, Bluetooth oder IEEE 802.15.4 (W-Pan, Wireless Personal Area Network) Daten auf unterschiedliche Weise.

Einige Techniken überprüfen, bevor sie senden, ob das Medium gerade frei ist. Andere senden nach einem festen Zeitplan oder springen in einem festgelegten Raster durch das gesamte Frequenzband. Dass es beim parallelen Betrieb verschiedener Techniken zu Interferenzen kommen kann, ist klar.

Was passiert, wenn Datenpakete bei der Übertragung kollidieren?

Schimschar: Die Infomationen werden entweder stark zeitverzögert übertragen oder gehen im schlimmsten Fall sogar ganz verloren. Dadurch kann das Echtzeitverhalten der Kommunikation nicht mehr sichergestellt werden. Eine mögliche Folge ist der Totalausfall des drahtlosen Übertragungssystems, der auch zu einem kompletten Produktionsstillstand führen kann. Dieser würde dann natürlich erhebliche Kosten verursachen.

Wie kann man diese Probleme beheben?

Schimschar: Für den zuverlässigen Betrieb von Funklösungen muss die Installation neuer Systeme im Rahmen eines durchdachten Koexistenzmanagements sorgfältig geplant werden. Die störungsfreie Trennung der Systeme kann nur auf drei Arten erfolgen: zeitlich, räumlich oder durch die Verwendung unterschiedlicher Frequenzen. Natürlich müssen bei der Planung bereits vorhandene Systeme, wie beispielsweise das Office-W-Lan, berücksichtigt werden.

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