Durch Funk wird vieles einfacher: Telefone können mitgenommen werden, Schlösser gehen ohne mechanischen Schlüssel auf und auch die industrielle Produktion wird damit flexibler. Wichtig ist, dass die Funktechnologien an die Anforderungen des industriellen Umfelds angepasst sind, also zuverlässig, robust und energieeffizient sind. Die Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK präsentiert auf der embedded world 2010 Lösungen für den Einsatz von Funk in der Produktion: Mit dem Sensornetz-Baukasten lassen sich schnell bedarfsgerechte Lösungen zusammenstellen und mit dem mobilen Messplatz erfassen, überwachen und optimieren die Wissenschaftler Funklösungen.
Um Funk im industriellen Umfeld einzusetzen, muss die Übertragung stabil und fehlerfrei sein. "Das größte Problem ist, dass sich alle drahtlosen Übertragungsverfahren verschiedene Frequenzbereiche des Funkspektrums teilen müssen. Bei Überlagerungen kann es jedoch zu Übertragungsfehlern und Instabilitäten kommen", so Mike Heidrich, Leiter des Geschäftsfeldes Industrial Communication der Fraunhofer ESK.
Mit der Messumgebung der Fraunhofer ESK können die Wissenschaftler die Nutzung der Funkspektren visualisieren. Darauf aufbauend werden die optimalen Einstellungen berechnet und die Funkübertragung eingerichtet. So können sie potenzielle Störungen, zum Beispiel durch Schweißgeräte und elektromagnetische Felder, rechtzeitig erkennen und eine zuverlässige Verbindung einrichten. In einem weiteren Schritt erforschen die Wissenschaftler Mechanismen, mit denen diese Frequenzanpassung künftig autonom durch das System erfolgt.
Verfügbare, prompte und energieeffiziente Sensornetze
Die Frequenzen werden zum Beispiel von Sensornetzen belegt, die günstig, flexibel anwendbar und einfach zu installieren sind. Allerdings sind die Anforderungen, denen diese Sensornetze gerecht werden müssen, sehr unterschiedlich: Während es bei einem Regelsystem wichtig ist, dass die Messdaten unmittelbar und zuverlässig übertragen werden, steht beispielsweise bei Komfortfunktionen eine hohe Batterielebensdauer im Vordergrund. Deshalb haben Wissenschaftler der Fraunhofer ESK einen Sensornetz-Baukasten entwickelt, der ein energiesparendes MAC-Protokoll, ein adaptives Routingverfahren und Mechanismen zur Selbstorganisation enthält. Durch den selbstorganisierenden Mechanismus wird die Ausfallrate des Sensornetzes minimiert, da es Störungen identifizieren und aufheben kann.
Drahtlos vernetzte Sensoren steigern die Effizienz in der Produktion deutlich. So hat die Fraunhofer ESK z.B. den PowerCheckII-Sensor der Firma OTT-Jakob mit einem energieeffizienten Funksystem angereichert. Die Sensoren funken die Messdaten an ein zentrales System, in dem sie erfasst und ausgewertet werden. Durch diese umfassende Vernetzung können zum Beispiel Wartungsintervalle an Maschinen zustandsabhängig berechnet werden, so dass die Wartung nur dann erfolgen muss, wenn sie nötig ist. Das Ablesen der Messwerte an den Displays der einzelnen Maschinen - wie es heute noch üblich ist - wird dadurch überflüssig.
Um Funk im industriellen Umfeld einzusetzen, muss die Übertragung stabil und fehlerfrei sein. "Das größte Problem ist, dass sich alle drahtlosen Übertragungsverfahren verschiedene Frequenzbereiche des Funkspektrums teilen müssen. Bei Überlagerungen kann es jedoch zu Übertragungsfehlern und Instabilitäten kommen", so Mike Heidrich, Leiter des Geschäftsfeldes Industrial Communication der Fraunhofer ESK.
Mit der Messumgebung der Fraunhofer ESK können die Wissenschaftler die Nutzung der Funkspektren visualisieren. Darauf aufbauend werden die optimalen Einstellungen berechnet und die Funkübertragung eingerichtet. So können sie potenzielle Störungen, zum Beispiel durch Schweißgeräte und elektromagnetische Felder, rechtzeitig erkennen und eine zuverlässige Verbindung einrichten. In einem weiteren Schritt erforschen die Wissenschaftler Mechanismen, mit denen diese Frequenzanpassung künftig autonom durch das System erfolgt.
Verfügbare, prompte und energieeffiziente Sensornetze
Die Frequenzen werden zum Beispiel von Sensornetzen belegt, die günstig, flexibel anwendbar und einfach zu installieren sind. Allerdings sind die Anforderungen, denen diese Sensornetze gerecht werden müssen, sehr unterschiedlich: Während es bei einem Regelsystem wichtig ist, dass die Messdaten unmittelbar und zuverlässig übertragen werden, steht beispielsweise bei Komfortfunktionen eine hohe Batterielebensdauer im Vordergrund. Deshalb haben Wissenschaftler der Fraunhofer ESK einen Sensornetz-Baukasten entwickelt, der ein energiesparendes MAC-Protokoll, ein adaptives Routingverfahren und Mechanismen zur Selbstorganisation enthält. Durch den selbstorganisierenden Mechanismus wird die Ausfallrate des Sensornetzes minimiert, da es Störungen identifizieren und aufheben kann.
Drahtlos vernetzte Sensoren steigern die Effizienz in der Produktion deutlich. So hat die Fraunhofer ESK z.B. den PowerCheckII-Sensor der Firma OTT-Jakob mit einem energieeffizienten Funksystem angereichert. Die Sensoren funken die Messdaten an ein zentrales System, in dem sie erfasst und ausgewertet werden. Durch diese umfassende Vernetzung können zum Beispiel Wartungsintervalle an Maschinen zustandsabhängig berechnet werden, so dass die Wartung nur dann erfolgen muss, wenn sie nötig ist. Das Ablesen der Messwerte an den Displays der einzelnen Maschinen - wie es heute noch üblich ist - wird dadurch überflüssig.
