Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EASIn der Industrieautomation ist es immer häufiger notwendig, die vielfältigen einzelnen Automatisierungsanlagen miteinander zu vernetzen und Messdaten zu erfassen. Oft kann nur so eine weitere Optimierung und Kostensenkung für die Produktionsprozesse erzielt werden. Vor allem für Anlagenteile, die mobil oder weit voneinander entfernt sind bzw. die häufig rekonfiguriert werden müssen, bietet sich der Einsatz von drahtlosen Kommunikationssystemen für die Datenanbindung an. Solche funkbasierten Automatisierungssysteme sind flexibler als andere Lösungen und verursachen gleichzeitig nur geringe Installationskosten. Sie müssen allerdings äußerst robust und zuverlässig sein und auch unter schwierigen Umfeldbedingungen fehlerfrei funktionieren.
Das industrielle Umfeld bringt dabei besonders funkunfreundliche Gegebenheiten mit sich. Störende elektromagnetische Einflüsse von Produktionsanlagen und zahlreiche Metallobjekte können drahtlose Übertragungssysteme stören. Eine weitere Herausforderung stellt die Koexistenz mehrerer Funksysteme in der gleichen Umgebung dar. Sie kann wechselseitige Störungen zwischen den Funksystemen verursachen und zum Ausfall eines der Systeme führen.
RobAn arbeitet deshalb an technischen Hilfsmitteln und Softwaretools, mit denen die Funktionsfähigkeit einer neuen Funklösung schon in der Planungsphase realistisch bewertet werden kann. Zudem sollen mögliche Störquellen festgestellt und durch Rekonfiguration potentielle Koexistenzprobleme vermieden werden.
Lösungsansatz
Damit in Industriehallen oder ähnlichen Umgebungen eine neue Funklösung zu bereits bestehender Infrastruktur ergänzt werden kann, werden bislang oft die bereits genutzten Funkkanäle gemessen und ein freies Frequenzband ermittelt. Allerdings sind nur begrenzt Frequenzressourcen verfügbar. Deshalb ist mit dieser Methode die mögliche Anzahl verschiedener Funksysteme innerhalb einer Produktionsumgebung stark begrenzt. Um größere Spielräume zu haben, soll RobAn eine Aussage zu Zuverlässigkeit und Koexistenz von drahtlos vernetzten Automatisierungssystemen vor der Installation erlauben. Damit könnten zum Beispiel mehrere geeignete Funksysteme auf einer Frequenz arbeiten.
Die drei beteiligten Projektpartner entwickeln hierfür eine Emulationsplattform. Sie ermöglicht es, die Funkbedingungen der Industriehalle, also die Funkinfrastruktur, die elektromagnetischen Störfelder und weitere Einflussfaktoren der Halle, in einer realen Testumgebung nachzustellen. Die Basis hierfür bilden die verschiedene Messungen und Analysen in der Industriehalle, deren Ergebnisse in Computermodelle fließen. So kann die Robustheit, Zuverlässigkeit und Koexistenzfähigkeit einer neuen Funklösung in einer Testumgebung untersucht und bewertet werden. Dabei werden immer die Funkbedingungen der realen Industriehalle berücksichtigt. Dieser Ansatz ermöglicht es, bereits in der Planungsphase die Konfiguration der neuen Funklösung auf die bestehende Funkinfrastruktur der Industriehalle anzupassen. Das senkt sowohl die notwendige Zeit als auch die Kosten für Installation und Wartung der neuen Funklösung deutlich.
Projektstatus: abgeschlossen
