WLAN

Erfolgt die drahtlose Erweiterung eines Ethernet-Datennetzes im LAN-Bereich, so beherrscht WLAN auch in der Industrie das Feld mit Brutto-Datenraten von vielen Mbit/s bis hin zu 450 Mbit/s. Ein Netzprovider ist nicht erforderlich, weil der Anwender die Netzinfrastruktur selbst lokal zur Verfügung stellt. Das Frequenzband ist weltweit verfügbar. International agierende Unternehmen können bei 2,4 GHz und 5 GHz ein und dasselbe Gerät weltweit einsetzen oder exportieren. Da sich Industrial Ethernet/Profinet zunehmend durchsetzt, ist es nicht überraschend, dass bei einer drahtlosen Erweiterung eines industriellen LAN auch WLAN zu finden ist. Vielfach wird dort die Variante Industrial Wireless LAN (IWLAN) verwendet, weil zahlreiche Optimierungen auf Basis des Standards den Einsatz auch dann ermöglichen, wenn Betriebssicherheit der entscheidende Faktor ist. Schließlich kennzeichnet sich die Kommunikation zwischen Maschinen und der Steuerung eher kurze Datenpakete, die aber zyklisch und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters übertragen werden müssen.

Des Weiteren erlaubt WLAN den flächigen Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur aus beliebig vielen Access Points, die eine auf einem Wagen mitfahrende Steuerung von einem Access Point zum nächsten „übergibt“ (roaming). Allerdings unterbricht normalerweise die Übergabe kurz die Kommunikation, weil der Teilnehmer für die Anmeldeprozedur viele 100 ms bis hin zu einigen s benötigt. Erst durch die Optimierungen für die Industrie – von WLAN zu IWLAN – kann ein Standard-WLAN Chipsatz eingesetzt werden, so dass ein zyklischer Datenverkehr, wie von Profinet IO bekannt, drahtlos möglich ist. Damit lassen sich auch sicherheitsgerichtete Signale, wie ein Notstop-Signal, mithilfe des Profisafe-Protokolls übertragen. Mit diesen Mechanismen gelingt es, die verschiedenen industriellen Anwendungen zu realisieren, wo bewegte Einheiten zur Steigerung von Qualität und Beschleunigung der Prozesse eingesetzt werden. So sind bei Einschienenhängebahnen die mitfahrenden Steuerungen auf den Gehängen mit einem Leitrechner verbunden und können so zu jeder Zeit Verfahrbefehle oder ihren Zustand kommunizieren (Bild 4).
In der Containerlogistik in einem Hafen kann ein fahrerloses Transportsystem den Lade- und Entladevorgang deutlich optimieren. Bei der Anbindung von Kranen an das Kommunikationsnetz ist mittlerweile der Einsatz von IWLAN auch üblich, weil zum Beispiel Informationen über transportierte Gütermengen oder Transportaufträge schnell ausgetauscht werden können.

Wie geht es weiter?

Grundsätzlich ist festzustellen, dass sich alle etablierten Funktechnologien innerhalb ihrer Standardisierungsgremien zügig weiterentwickeln. So findet sich bei WLAN neuerdings der Standard IEEE 802.11n, der Datenraten bis zu 450 Mbit/s festschreibt, nachdem IEEE 802.11g und IEEE 802.11a nur Bruttoraten von 54 Mbit/s ermöglicht hatten. Aus heutiger Sicht scheinen derartig hohe Datenraten in der Industrie keine Anwendung zu haben. Löst man sich jedoch von dem Gedanken, dass jedes Kommunikationsmedium nur einen einzigen Dienst überträgt, ist klar erkennbar, dass zum Beispiel schon die zusätzliche Einbindung von Videodaten bei der visuellen Überwachung eines Hochregallagers die heutigen Standards an ihre Grenzen bringt. Dass die Bereitstellung vieler Dienste über ein Kommunikationsmedium keine reine Vision sind, zeigt der bereits vollzogene Schritt, dass Steuerungsdaten und sicherheitsgerichtete Signale über ein und denselben drahtlosen Kommunikationskanal übertragen werden.
Eine ähnliche Entwicklung zeigt sich bei industriellen Anwendungen von Mobilfunknetzen. Auch hier ist der Trend unverkennbar, dass die paketorientierte Datenübertragung mit GPRS auch für UMTS Netze verfügbar wird, mit deutlich höheren Datenraten bis zu 384 kbit/s. Diese achtfach höheren Datenraten von UMTS im Vergleich zu GSM erweitern auch die Einsatzmöglichkeiten, wenn statt dem reinen Austausch von Zustandsdaten und Befehlen dann auch komplexe Prozessabbilder und Projektierungs- oder Software-Upgrades in kurzer Zeit ferngesteuert möglich sind.