Anwendung

Die Zukunft der Industrieautomation

Die Effizienz und Zuverlässigkeit industrieller Produktionsanlagen hängen in hohem Maße von der Verfügbarkeit vielfältiger Informationen ab. Diese Informationen, die z. B. den Materialfluss, Wartungs parameter oder Produktionsparameter betreffen, werden heute meist von kabelgebundenen Sensoren erfasst. Mit der Verkabelung sind Einschränkungen hinsichtlich

  • Flexibilität (Umbauten, Erweiterungen)
  • Einsatzbereich (Fahrzeuge, bewegliche oder rotierende Teile) und
  • Verfügbarkeit der Information (nur am Ende des Kabels)

verbunden. Diese Einschränkungen können durch den Einsatz von Funk zur Datenübertragung überwunden werden, wobei die Funkverbindung nicht nur als Kabelersatz verstanden werden sollte, sondern durch eine Vernetzung Möglichkeiten eröffnet, den jeweiligen Gesamtprozess im System hinsichtlich Kosten und Qualität entscheidend zu verbessern. Entscheidende Erfolgsfaktoren für breit angelegte Funklösungen im Produktionsumfeld sind:

  1. die Verfügbarkeit einer störsicheren Funkkommunikation
  2. die Verfügbarkeit von wartungsfreien und damit energieautark arbeitenden, batterielosen Funksensoren bzw. Aktoren
  3. die Wirtschaftlichkeit dieser Funklösungen

steute wireless im 2,4 GHz Bereich

An ein drahtloses Funksystem zur Sensor/Aktor-Ansteuerung werden hohe Anforderungen gestellt. Da zusätzlich oft der Wunsch geäußert wird, dass das Funksystem weltweit einsetzbar sein soll, kommt für den Betrieb des Funksystems nur das 2,45 GHz ISM-Band in Frage. Für diesen Frequenzbereich stehen mittlerweile eine Reihe von Standard-Komponenten zur Verfügung, um kostengünstige Systeme zu realisieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der relativ hohen Betriebsfrequenz typische industrielle Störer wie Lichtbogenoder Punktschweißanlagen, Frequenzumrichter, Schaltnetzgeräte oder Induktionsheizungen die Funksysteme nicht beeinträchtigen. Drahtlose Systemlösungen, häufig basierend auf den IEEE-Standards 802.15.1/-Bluetooth oder 802.15.4/Zigbee, die sich gerade beginnen in der Haus- und Prozessautomatisierung zu etablieren, können aufgrund der erforderlichen geringen Zykluszeiten hier nicht zum Einsatz kommen.

Ein neues System mit entscheidenden Vorteilen

Um den Anwendern eine zuverlässige, handhabbare und praxisgerechte Funktechnologie zu bieten, hat steute speziell für den Maschinen und Anlagenbau einen neuen Funkstandard entwickelt. Auf Basis jahrelang gesammelter Erfahrungen, mit verschiedenen Funktechnologien, setzt steute mit diesem System einen neuen Standard. Es entstand ein System mit entscheidenden Vorteilen: Geringe Energieaufnahme, schneller Verbindungsaufbau, geringere Kosten.

Deutlich geringere Stromaufnahme – kurze Verbindungszeit

Das System arbeitet im weltweit verfügbaren 2,4 GHz-Band und ist in 32 Kanale aufgeteilt. Mit maximal 25 mA ist die Stromaufnahme um bis zu 60 % geringer als bei anderen Funk-Standards. Ein weiterer Vorteil der steute wireless-Technologie ist die Funktion des Sleepmodus, bei dem das System nur 6 μA Strom verbraucht. Durch Betätigen einer Schalterfunktion wird das System aktiviert und die Funk-Datenverbindung in weniger als 200 msec (typisch sind 50 bis 100 msec) hergestellt. Der Anwender bemerkt davon nichts, profitiert aber von deutlich längerer Batterielebensdauer.

Alle Anforderungen für den Einsatz in der Industrie erfüllt

Der neue Funkstandard wurde speziell für die Anforderungen einer Industrieumgebung entwickelt. Er erfüllt hohe Sicherheitsstandards; die Signalübertragung erfolgt zuverlässig auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen.

steute wireless 868 MHz

Auf den unteren Ebenen der Steuerungshierarchie wird die Realisierung energieautarker Systeme erforderlich, da sich hier der größte Kundennutzen ergibt.

Unsere Industrieschaltgeräte basieren auf der innovativen EnOcean Funktechnologie. Die Sensor-Module von EnOcean schöpfen winzige Energiemengen aus der Umgebung ab, um Sensorwerte aufzunehmen und diese per Funk zu senden. Mit lediglich 50 μWs kann ein serienmäßig erzeugtes EnOcean-Funkmodul ohne weiteres ein Signal über eine Distanz von 300 m (im Freifeld) übertragen. Das Geheimnis liegt in der Signaldauer; der gesamte Prozess wird ausgelöst, durchgeführt und abgeschlossen in lediglich 16 Millisekunden.

Um diese Sensormodule zu betreiben hat steute einen Energiewandler entwickeln, der aus der linearen Bewegung die zum Betrieb der Module notwendige Energie entwickelt. Dieser elektrodynamische Energiewandler gewinnt die Energie aus dem Schaltereignis, also der Eigenbewegung des Schalters. Der Energiewandler ist wartungsfrei und hat eine Lebensdauer von weit mehr als 1 Mio Schaltzyklen. Für Spezialfälle, in denen aufgrund bestimmter mechanischer Anforderungen kein Energiegenrator verwendet werden kann, können auch langlebige Batterien eingesetzt werden, die dann Standzeiten von bis zu 10 Jahren aufweisen. Sprechen Sie mit uns über Ihr Anforderungsprofil.

Die Signalübertragung erfolgt auf dem lizenzfreien SRD-Band (Short Range Devices) bei 868 MHz bis 10 mW Sendeleistung. Bei Betätigung des steute Schaltgerätes wird spontan ein sehr kurzes Telegramm ausgesendet, das eine individuelle 32 Bit-Identifikationsnummer sowie die Nutzinformation enthält. Ein Sicherungsprotokoll und Mehrfachaussendung dieser Information gewährleisten höchste Übertragungssicherheit. Als zusätzliches Sicherheitsmerkmal wird ein periodisches Statussignal gesendet, um Störungen im System rechtzeitig zu erkennen