Echtzeitkommunikation Grundlage für neuen Industrie-Funkstandard entwickelt

Bestehende Funktechniken stoßen im Industrie-4.0-Umfeld oftmals an ihre Grenzen. Vier Forschungseinrichtungen haben vor diesem Hintergrund zusammen mit sieben Unternehmen einen Lösungsansatz entwickelt, der eine drahtlose Vernetzung und Regelung von Industrieanlagen mittels neuartiger, integrativer Funktechnik ermöglichen soll.

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In einer Industrie-4.0-Produktionsumgebung spielt die Vernetzung eine zentrale Rolle. Verschiedene Sensoren, Aktoren, Maschinen sowie Steuer- und Regelungseinheiten müssen zusammenspielen, was die Vernetzung heutiger Industrieanlagen anspruchsvoll und komplex macht. „Bestehende Funksysteme wie WLAN, Bluetooth und Co. sind breit aufgestellt und gut dazu in der Lage, große Datenmengen zu verarbeiten, weisen jedoch Schwächen auf, wenn es um Echtzeitfähigkeit und Zuverlässigkeit geht“, erklärt Prof. Dr. Uwe Meier, Projektverantwortlicher am Institut für industrielle Informationstechnik (in-IT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe. Genau diese Anforderungen seien im industriellen Umfeld jedoch Dreh- und Angelpunkt, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten.

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Ein Team von Wissenschaftlern aus ganz Deutschland hat daher gemeinsam mit Partnern aus der Industrie im Projekt Hi-Flecs nach eigenen Angaben den Weg für einen neuen industriellen Funkstandard geebnet. Der Projektname steht dabei für „Hochperformante, sichere Funktechnologien und deren Systemintegration in zukünftige industrielle Closed-Loop-Automatisierungslösungen“.

Intelligente und flexible Kommunikation

„Mindestens genauso komplex wie der ausgeschriebene Name des Projekts waren die Anforderungen, die uns bei der Entwicklung der neuartigen Kommunikationsinfrastruktur begegnet sind“, berichtet in-IT-Professor Jürgen Jasperneite. Die Funktechnik sollte intelligent sein und eine selbstständige, flexible, modulare und zugleich dynamische Kommunikation zwischen eingebauten Sensoren und Anlagenteilen ermöglichen – und so den Automatisierungsansprüchen der intelligenten Fabrik gerecht werden.

„In einem Produktionsumfeld, in dem Maschinen und Anlagen immer wandlungsfähiger und flexibler werden, muss auch die Funktechnik reagieren und sich an die veränderten Anforderungen anpassen“, sagen die Lemgoer Forscher. Beispielsweise müssten Funksignale mit einer Latenz von weniger als 1 ms weitergegeben werden.

Wie die Wissenschaftler mitteilen, entwickelten sie, um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, ein Koexistenzmanagement. Auf diese Weise werde eine echtzeitfähige Zuweisung der Zeit- und Frequenzkanäle sowie der Sendeleistung möglich, heißt es. Eine Klassifizierung mit neuronalen Ansätzen gewährleiste dabei eine optimale Ressourcenzuweisung über mehrere Funkzellen.

Funkzellen lassen sich in übergeordnetes System integrieren

Zudem seien die Hi-Flecs-Funkzellen ohne größeren Aufwand in ein übergeordnetes Automatisierungssystem integrierbar. Die Module werden dabei nach Angaben der Forscher automatisch durch einen Meldekanal erkannt. Moduleigenschaften könnten durch den direkten Gerätezugriff abgerufen werden. Das Hi-Flecs-Netzwerkmanagement ermögliche und überwache die dynamische Anpassung an sich verändernde Umgebungsbedingungen oder Systemzustände. Zum Abschluss des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts resümierte Meier: „Der erste Schritt auf dem Weg zu einem neuen Funkstandard ist gemacht.“

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Maschinenmarkt.

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