Der nächste Schritt
Funkschaltgeräte direkt in IT-Plattformen integrieren
Auch wenn Funkschaltgeräte in der Industrie-, Prozess- und Gebäudeautomation als Stand der Technik gelten, handelt es sich häufig noch um Insellösungen mit jeweils eigenen Auswertegeräten, die erst auf der darüberliegenden Ebene in die IT-Lösungen des Anwenders integriert werden. Über das Netzwerk sWave.Net lassen sich zukünftig Schaltgeräte direkt in die IT-Plattformen des Anwenders integrieren.
Die bisherigen Lösungen werden ohne Zweifel weiterhin ihre Berechtigung behalten, z.B. bei der Anbindung von beweglichen Komponenten in Automationssysteme, aber die Diskussion um Industrie 4.0 zeigt, dass Weiterentwicklungen und neue Standards erforderlich sind, um die Vorteile der Funk-Kommunikation auf Shopfloor-Ebene besser auszuschöpfen. Der Begriff ‚Internet of Things‘ (IoT) macht deutlicher, worum es geht: Wenn Maschinen, Werkzeuge und (Halbfertig-)Produkte miteinander kommunizieren, werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen nicht ausreichen. Dann müssen Funknetzwerke bereitstehen, die optimalerweise mit direkten Schnittstellen zur Unternehmens-IT, wie etwa ERP-Systemen oder Lagerverwaltungs-Software, ausgestattet sind und direkt mit diesem Systemen kommunizieren.
Es geht auch ohne IP-Adresse
Allerdings führt der Begriff IoT auch ein wenig in die Irre, denn er geht davon aus, dass künftig jedes Werkzeug und jedes Produkt über eine eigene IP-Adresse erreichbar sein wird. Aus Sicht der Entwickler des Steute-Geschäftsbereichs Wireless ist eine solche Lösung schon aus Kostengründen oft schwer realisierbar. Sie ist aber auch gar nicht notwendig (zumindest solange die Kommunikation innerhalb der Produktion stattfindet), wie aktuelle Beispiele und Projekte zeigen. Das erste derartige steute-Projekt war ein E-Kanban-System, bei dem Funk-Positionsschalter in Rollenbahnregalen melden, dass Nachschub erforderlich ist. Der Positionsschalter sendet automatisch und in Echtzeit per Funk ein Signal an eine Kommunikationseinheit, die per WLAN einen Bestellvorgang im übergeordneten ERP-System auslösen kann. Wenn es sich um besonders leichtes Lagergut handelt oder wenn die Regale so kompakt gebaut sind, dass eine Nachrüstung der Funk-Wippen nicht möglich ist, kann als Alternative auch ein Funk-Lichttaster vom Typ RF 96 LT zur Anwendung kommen. In beiden Fällen wird mit sWave 868/915 ein stabiles und dennoch energiearmes Funkprotokoll genutzt, das die jeweilige Empfangseinheit mit hoher Zuverlässigkeit und Übertragungsqualität erreicht. Auch Bediensysteme, über die etwa Material angefordert oder dessen Entnahme/Bereitstellung quittiert wird, können in derartige Netzwerke integriert werden.
Direkte Ankopplung an ERP
Das E-Kanban-System ist inzwischen u.a. in den Montagewerken von Automobilzulieferern im Einsatz. Neu daran ist die direkte Ankopplung an das ERP-System des Anwenders mittels des Funknetzwerks sWave.Net. Dabei handelt es sich um ein Netzwerk, das auf der Feldebene die bekannten Funkschaltgeräte und -sensoren verbindet. Dies geschieht über neu entwickelte Access Points. Sie arbeiten wie ein Netzwerkrouter und empfangen die Signale der Funkschaltgeräte, bündeln sie und senden sie z.B. per Ethernet oder WiFi an einen oder mehrere Applikationsserver. Auf diesem Server läuft eine Datenbank, die alle Informationen der Feldebene einsammelt und entweder direkt oder über eine Middleware an die kundenseitige IT-Plattform (ERP, Betriebsdatenerfassung, Condition Monitoring, Lagerverwaltung …) weitergibt. Die Automatisierungspyramide besteht somit aus klar getrennten Ebenen, in denen die Schaltgeräte und Sensoren über das Funknetzwerk an eine Steuerung oder an eine Middelware angeschlossen sind. Die Steuerung veredelt diese Signale zu Daten, gibt sie an übergeordnete Leitebenen weiter, und über Webservices kann letztlich alles auf der MES-ERP-Ebene verarbeitet werden. Dieses Modell geht im Grundsatz von der Annahme aus, dass die Funk-Sender aus Kommunikationssicht ‚dumm‘ sind, und immer nur auf Anfragen ‚von oben‘ antworten. Die höhere Ebene ist prinzipiell als Client ausgeführt und initiiert Datenanfragen, während die untere Schicht als Server arbeitet und dementsprechend nur reaktiv tätig ist.
