05.04.2013, 16:59 Uhr | 0 |

Automation Übertragungssicherheit für kritische Produktionsprozesse

Eine zuverlässige Datenübermittlung ist heute für eine störungsfreie Produktion unverzichtbar - doch das Thema wird bisher oft noch stiefmütterlich behandelt. Auf der Hannover Messe vom 8. bis 12. April stellen Unternehmen neue Lösungen vom Aufbau bis zur Überwachung von industriellen Kommunikationsnetzen vor. Dabei halten Standards aus der IT-Branche Einzug in die Produktion.

Übertragungssicherheit für kritische Produktionsprozesse - Teaser
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Auf der Hannover Messe stellen Firmen Lösungen vor, die eine reibungslose Datenübermittlung in der Produktion gewährleisten sollen.

Foto: Werkfoto

Maschinen und deren wesentliche Komponenten sprechen miteinander und verstehen sich. Das ist der Idealfall in künftigen Fabriken. Doch was tun, wenn sie sich nicht verstehen? Dies kann nicht nur zu Produktionsstillständen führen, sondern auch zur Gefahr für Mensch und Umwelt werden.

"Bussysteme sind nun mal die Hauptschlagader der Automatisierungstechnik. Ihre Zuverlässigkeit wird jedoch selten hinterfragt", mahnt Karl-Heinz Richter, Geschäftsführer bei Indu-Sol. Das thüringische Unternehmen bietet Lösungen für die Funktionsanalyse und das Netzwerkmonitoring. Denn oft sei die Ursache nach einem Ausfall nur noch schwer zu identifizieren.

Um Störungen möglichst im Vorfeld vermeiden zu können und die Netzwerkqualität zu unterschiedlichen Zeitpunkten nachvollziehen zu können, hat Indu-Sol den Profinet-Inspektor entwickelt. Das Diagnosewerkzeug beobachtet Ethernet- und Profinet-Netzwerke, um Ereignisse im Netzwerk mit Momentaufnahmen anzulegen. Der Profinet-Inspektor betrachtet dabei z. B. die Auslastung, Geschwindigkeit, Datendurchsatz oder Fehlertelegramme. Der Netzwerkzustand kann, über einen integrierten Webserver, mittels eines Internetbrowsers auf dem PC angezeigt werden. Durch die Datenspeicherung im Gerät können Ereignisse im Bus auch später noch nachvollzogen und bewertet werden. Das Gerät reagiert darüber hinaus auf Veränderungen im Netzwerk und schlägt Alarm, wenn zuvor definierte Schwellen überschritten werden.

Zudem soll ein Netzwerk-Topologieplan nach einer Störung helfen, den Verursacher schnell zu finden. Hierzu entwickelte Indu-Sol die Software Promanage. Diese könne, unabhängig vom Hersteller und Gerätetyp der eingesetzten Komponenten, Netzwerkstrukturen erfassen und grafisch darstellen. Voraussetzung dafür ist, dass das Gerät das Link Layer Discovery Protocol (LLDP) unterstützt. Diesen Geräten ist es möglich, in periodischen Abständen Informationen über sich selbst zu versenden und ständig Informationen von Nachbargeräten zu empfangen. Hierdurch weiß jede Komponente, wer ihr Nachbar ist. Die Promanage-Software erstellt aus diesen Erkenntnissen dann den Topologieplan.

Manche Ausfälle sind auch der Netzstruktur geschuldet. Bei linienförmig vernetzten Anlagen wird die Datenübertragung z. B. unterbrochen, wenn ein einzelner Teilnehmer ausfällt. Etwas mehr Sicherheit bietet da die Ringtopologie, in der die Datenkommunikation ringförmig in beide Richtungen möglich ist. Hierdurch ist das Netz auch bei dem Ausfall eines Teilnehmers noch funktionstüchtig. Fällt ein weiterer aus, stößt auch die Ringtopologie an ihre Grenzen.

Das südwestfälische Unternehmen Eks Engels hat, um dem Problem solcher Mehrfachausfälle Herr zu werden, einen optischen Bypass für industrielle Anwendungen entwickelt. Die Experten für Datenübertragung mit Lichtwellenleitern haben sich dabei an der Kommunikationstechnikbranche orientiert, wo diese Technologie bereits eingesetzt wird. "Der Bypass sorgt dafür, dass die Datenkommunikation zu den benachbarten Teilnehmern aufrechtgehalten wird, wenn ein Netzteilnehmer ausfällt", erklärt Thorsten Ebach von Eks. Voraussetzung dafür ist, dass die Netzteilnehmer über einen optischen Ein- und Ausgang verfügen.

"Das Prinzip ähnelt dem einer Eisenbahnweiche, die von einem Elektromagneten gehalten wird", erklärt Ebach. Wenn kein Strom mehr fließt, stellt sie sich automatisch um. Nur dass beim Bypass der Elektromagnet keine Weiche, sondern ein Prisma hält, das sich bei einem Fehler des Teilnehmers automatisch umschaltet. Wenn das Prisma in seine ursprüngliche Position geht, wird das optische Signal umgeleitet – der Teilnehmer ist so vom Netz genommen, ohne den Datenstrom zu unterbrechen.

Aber nicht nur bestehende Netzwerke können zu Problemen führen. Auch der Aufbau neuer muss genau geplant werden – insbesondere wenn es sich um das kabellose WLAN handelt. "Die Herausforderung beim Aufbau von industriellen WLAN ist es, die besten Positionen für die Montage der Access-Points und deren Antennen zu finden", erklärt Olaf Schilperoort, Produktmanager bei Hirschmann Automation and Control. Metallene Maschinen, Regale oder Wände bildeten dabei die größten Hindernisse. Denn elektromagnetische Wellen im von WLAN genutzten Frequenzbereich von 2,4 Ghz oder 5 Ghz werden von deren Oberflächen entweder vollständig reflektiert oder teilweise abgelenkt.

Das bei Stuttgart ansässige Unternehmen Hirschmann, Marke des US-Konzerns Belden, unterstützt seine Kunden beim Errichten von Netzwerken. Hierzu hat die Firma die Software BAT-Planner entwickelt. Der BAT-Planner dient zum groben Planen von WLAN-Netzen. Der Anwender zieht auf einem importierten Plan eine Linie, entlang derer die Datenübertragung stattfinden soll. Die Software berechnet dann, welcher Access-Point oder Antennentyp zu der gewünschten Übertragungsgeschwindigkeit passt. Eine Basisversion, die nur Hirschmann-Produkte berücksichtigt, gibt es kostenlos. Hirschmann unterstützt die Anwender bei der Feinbestimmung.  CHRISTOPH BÖCKMANN

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Von Christoph Böckmann | Präsentiert von VDI Logo
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