WLAN-Technologie nimmt Fahrt auf

Obwohl inzwischen nahezu jeder Bereich unseres Alltags offenkundig die mit drahtloser Technologie neu gewonnene Freiheit anpreist, scheint diese Industrie nach wie vor hinterher zu hinken. Warum ist das so? Im Folgenden betrachten wir einige der bekannten Problemstellungen und untersuchen, wie einige der führenden Hersteller an Lösungen arbeiten und branchenspezifische Software- und Hardwareprodukte entwickeln.

 

Eine der wichtigsten Ansätze für die industrielle Fieldbus-Umgebung ist die Integration und Verwendung drahtloser Infrastrukturen und Möglichkeiten in industriellen Produkten, Gerätschaften, Prozessen und Einrichtungen. Angesichts von Steigerungen von Geschwindigkeit und Bandbreite ist dieser Ansatz geradezu unausweichlich, da Industrieunternehmen zudem versuchen, die Vorteile drahtloser Lösungen aus anderen Bereichen des Alltags auszunutzen.

Da die Konzepte der Industrie 4.0 und des „Internet of Things“ allmählich von vielen branchenführenden Unternehmen verinnerlicht werden, bieten immer mehr Lieferanten WLAN- und Internet-fähige Gerätschaften an, um die bereits vorhandenen WLAN-Protokolle um zahlreiche bewährte Kommunikationslösungen zu erweitern. Der Großteil dieser Lösungen beschreibt schlichtweg drahtlose Varianten ihrer bereits vorhandenen verdrahteten Pendants. Sie liefern dieselbe Funktionalität, haben jedoch den bedeutenden Vorteil von deutlich weniger Kabeln und Leitungen.

Drahtlose Lösungen bieten zahlreiche Vorteile – insbesondere in weit entfernten und geographisch abgelegenen Installationen, bei denen eine traditionelle verkabelte Infrastruktur womöglich deutlich schwerer einzusetzen und instand zu halten wäre. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Flüssigkeits- bzw. Gasspeicheranlage, bei der in der Regel zahlreiche Sensoren zur Erfassung verschiedenster Daten eingesetzt werden, darunter Füllstand, Temperatur, Volumen, Fluss, usw. Diese Daten werden dann oftmals zu einer zentralen Verwaltungsstelle geleitet, die mehrere Kilometer oder noch weiter entfernt liegen könnte. Mit Wireless Access Points und Signalwiederholern könnte ein einzelnes WLAN-Netzwerk mühelos eine Kabelstrecke von mehreren Hundert Kilometern ersetzen.

Die Industrie kam bisher nur langsam mit WLAN-Technologie in Kontakt, da diese im Hinblick auf Signalqualität, Bandbreite, Geschwindigkeit und Robustheit naturgemäß mehr von den jeweiligen Lösungen abverlangt. Ebenso wie Sie bestimmt auch schon einmal Probleme mit Ihrem WLAN-Netzwerk zu Hause hatten, beispielsweise in Form von schwachen Signalen und deutlich schwächerer Router-Performance, sind manche dieser Problemstellungen inzwischen auch in den Business-Sektor übergegangen. Eine Verzögerung von zwei Sekunden bei dem Verbindungsaufbau zwischen Ihrem PC und einem drahtlosen Office-Drucker ist eine Sache, doch dieselbe Verzögerung in einer Fabrik könnte eine ganze Fertigungslinie zum Stillstand bringen. Aus diesem Grund verlangen industrielle Anwender nach leistungsstärkerer Hardware, die speziell auf den Einsatz in kritischen Fertigungs- und Prozessanwendungen ausgelegt ist.

Ein anderes Problem mit WLAN-Netzwerken für sensible industrielle Anwendungen ist das Thema Sicherheit, da drahtloses Ethernet eine große Angriffsfläche bietet. Entsprechende Sicherheitsfeatures sind oftmals Hand in Hand mit industriellen WLAN-Optionen erhältlich, sodass industrielle WLAN-Netzwerk direkt mit betriebswirtschaftlichen Lösungen mit Gateways und Pufferzonen integriert (und zugleich davon abgeschirmt) werden.

RS führt aktuell ein umfassendes Angebot an WLAN-fähigen Produkten und deckt dabei zahlreiche verschiedene Protokolle vieler führender Hersteller ab. In Sachen Größe und Komplexität reichen diese Produkte von Funktastern von Schneider Electric bis hin zu Wireless Access Points von Omron.

 

 

Abbildung 1: Harmony XB5R draht- und batterielose Industrie-Schalter von Schneider Electric sind mühelos zu installieren und erfordern keinerlei Drähte und Kabel

 

Diese führenden Hersteller – sowie viele weitere Firmen – entwickeln regelmäßig neue Technologien, um die Flexibilität und Anwenderfreundlichkeit drahtloser Infrastrukturen noch besser nutzen zu können. Access Points versorgen nahezu jede beliebige industrielle Hardware mit WLAN-Funktionen, damit diese Hardware letztlich mit geläufigeren Kommunikationsprotokollen wie Ethernet und ähnliches „sprechen“ kann.

Das Gute an den meisten standardisierten WLAN-Lösungen ist, dass sie oftmals dahingehend „agnostisch“ sind, dass zertifizierte Produkte eines beliebigen Herstellers problemlos Seite an Seite mit Produkten eines anderen Herstellers arbeiten und Daten über ein gemeinsames Netzwerk teilen können. Dieser offene Ansatz bedeutet, dass Anwender letztlich aus einem bedeutend breiteren Produktangebot auswählen können – insbesondere bei weniger komplexen Komponenten. In den meisten Fällen ist eine Automatisierungssuite auf dieselbe Weise ausgelegt, unabhängig davon, ob sie drahtlos ist oder nicht. Dabei verfügt sie über hochwertige Komponenten wie SPSs, Laufwerke, HMIs, usw. von einem einzelnen Hersteller, während die weniger komplexen Komponenten (d.h. jene mit geringerer Spannung) von anderen Herstellern kommen können. Sie müssen sogar nicht einmal selbst WLAN-fähig sein, da WLAN-E/A-Module für drahtlose Daten-/Signalübertragung von und zu SPSs einsatzbereit erhältlich sind.

WLAN-Technologie für industrielle Anwendungen kann somit nur besser werden, indem Produkte zusammen mit überarbeiteten Standards, modernisierter Technologie, größeren Bandbreiten und höheren Geschwindigkeiten einen Fortschritt erzielen. Dabei genügt ein Blick auf die Entwicklung von Ethernet in den letzten 40 Jahren um zu erkennen, wie aus einem einzelnen, grundlegenden Protokoll die wohl geläufigste kommerziell und industriell verwendete Kommunikationslösung der Welt wurde. Ebenso ist es sehr wahrscheinlich, dass WLAN-Netzwerke in den nächsten 10 Jahren verkabelte Lösungen ablösen und zum Industriestandard aufsteigen werden. Und mit neuen Erkenntnissen, die unter anderem mehr Geschwindigkeit für die drahtlose Energieübertragung erlaubt, verspricht die Zukunft sehr interessant zu werden.