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Industrial Wireless LANZuverlässige drahtlose Kommunikation für alle Anwendungen und alle Branchen

© Siemens AG 2011. Alle Rechte vorbehalten.Industry SectorSeite 2 03.06.2011

Industrial Wireless Communication –

Definition:

Industrial Wireless Communication

–

kurz IWC –

umfasst die drei drahtlosen Kommunikationslösungen von Siemens für die industrielle Kommunikation.

Für jede Anwendung gibt es

eine geeignete Lösung:

Industrial Wireless Telecontrol für Fernwarten von Maschinen oder

komplette Fernwirkapplikationen über

Mobilfunk

IWLAN für lokale Funknetzwerke zur Kommunikation zwischen Steuerungen, HMI-

und Peripheriesystemen als Alternative oder Erweiterung zu Kabeln, Schleifleitern und Datenlichtschranken

WirelessHART

für die drahtlose Anbindung von Feldgeräten in der Prozessautomatisierung zur erweiterten Diagnose und Vermeidung von Verkabelungskosten


Industrial Wireless LAN –

die

drei Prinzipien

Robust SicherZuverlässig

Metallgehäuse mit hoher Schutzart

Schutz vor Vibration

und Schock

Erweiterter Temperaturbereich

Einfache

Konfiguration

Zugangskontrolle (Authentifizierung)

Verschlüsselung

der Daten

Zyklischer Datenverkehr

(Deterministik)

Redundanz

Überwachung Funkverbindung

Stabile Funkverbindung


Neue Lösungen für Ihren Erfolg Industrial WLAN für mobile Anwendungen

HochregallagerKraneTransferstraßenRoboterU-BahnAufzügeTheaterbühnen


Was ist der „Standard“-Anwendungsfall

für WLAN?

Laptop

PC

Internet

DSL-Router

Access Point

Handy / PDA

Häufig ermöglicht WLAN den mobilen Zugriff auf das

LAN bzw. Internet, z.B. im Büro, Flughafen, zu Hause…

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Was ist der industrielle Anwendungsfall für WLAN?

z.B. zyklische

Prozessdaten-

übertragung z.B. mobile

Service-

verbindungen

Industrielle Applikationen zur Steuerung und Regelung von Anlagen erfordern Deterministik zur zyklischen Kommunikation und schnellen Reaktion!

z.B. Anbindung bestehender

Feldbussysteme

Steuerung

mobile Peripherie

(Sensor/Aktor)


iFeatures

–

Zusatzfunktionen für den harten Industrieeinsatz

iPCFiPCF-MC

iHOP

Dual Client

iQoS

Forced Roaming

PN IO-Diagnose


iFeature-Beispiel: iPCF

– industrial

Point Coordinated

Function

1

2

3

1 2 3

Polling Abfrage

Datenversand: 12Mbit/s

Polling Abfrage

Datenversand: 12Mbit/s

Polling AbfrageDatenversand: 12Mbit/s


Was passiert beim Roaming?


Die HerausforderungVernetzung von 40 führerlosen Fahrzeugen für Stahlgroßrohren

Steigerung der ProduktivitätBerührungslose EnergieübertragungSicherheitskonzeptZuverlässige und sichere Informationsübertragung

Automatisierung führerloses Fahrzeug

Funktionalität entscheidend! Branche: Stahl -

Deutschland

Nach funktionellen Störungen (kein Rapid Roaming, stark schwankende Roamingzeiten

bei AP Wechsel und viele Kommunikationsunterbrechungen) hat

sich der Systemintegrator

für einen Anbieterwechsel entschieden.


Industrial Wireless LAN (IWLAN) auch als Basis für funkbasierte PROFIsafe-Applikationen

PROFINET mit PROFIsafe

und integriertem WLAN:Outdoor

Access Points

mit Rapid Roaming

Roboter im sicherheitsgerichteten Umfeld


Sichere Kransteuerung –

Wireless Branche: Maschinen-

und Anlagenbau -

Deutschland

Die HerausforderungHohe Verfahrensgeschwindigkeiten der Krananlagen bis 200 m/min (Eigengewicht ca. 80 t)

Eine Präzision von +/- 2 mm stellt gerade bei der elektrolytischen Metallgewinnung ein entscheidendes Qualitätskriterium dar

Extreme Umgebungsbedingungen in den Elektrolyse-anlagen, z.B. durch den hohen Säuregehalt der Luft, erfordern:

höchste Ansprüche an die eingesetzten Technologienvolle Automatisierung bei minimiertem Personaleinsatz

Die verschiedenen Gefahrenbereiche machen eine sichere Not-Aus-Funktion von der Halle zum Kran notwendig

„Siemens war der erste Anbieter, der vernünftige, industrietaugliche WLAN-

Geräte

liefern konnte.“

(Kunde)


Die LösungReibungsloser Funkverkehrund Übertragung desProfisafe-Protokolls via Profinet durch zweiredundant aufgebauteFunkstrecken im 2,5-und/oder 5-GHZ-Band

Dezentrale Automatisierungdes Krans

FehlersichereNot-Aus-Module

„Wir werden die IWLAN-Technologie

von Siemens künftig auch bei unseren anderen Kran Typen einsetzen und überall dort nutzen, wo die drahtlose Kommunikation Sinn macht.“

(Kundenzitat)


Zuverlässiger fahrerloser Containertransport Branche: Logistik -

Deutschland

Die HerausforderungAufbau eines robusten und outdoortauglichenFunksystems zum Betrieb von AutomatedGuided

Vehicles

(AGVs) im Container TerminalAltenwerder im Hamburger Hafen

Anforderungen an das SystemHohe Zuverlässigkeit des Systems mit 100 % Systemverfügbarkeit und SystemstabilitätRaues System für den Einsatz bei Wind und WetterVerträglichkeit mit anderen Netzen, da nur eine stufenweise Umstellung stattfinden kannÜberschneidung mit einem weiteren unabhängigen Funksystem, welches im Hinterland (Verladebereich für LKW und Schiene) die drahtlose Kommunikation zu den Zügen ermöglicht Fahrgeschwindigkeit 6 m/s (in Kurven 3 m/s) und 60 Tonnen TraglastRedundanz

„

... tolle Beratung, Planung, Service und Support: Das lief hervorragend!...“ so Dr. Mohammad Ahmadian, Projektleiter beim Systemintegrator


13 Access Points zum Betrieb von 84 Automated

Guided Vehicles

Die Lösung

Wasserseite

Automatik-

fläche

Kai

Blocklager

1 2 3 4 5 n

Fahrerlose Transport-

fahrzeuge

1 bis 84

Hinterland

Bahn/ LKW

Zweikatz-

Container-

brücke

1 bis 14

Container-

Schiff

2 AP

Antennen links/rechts

Lagerkran

groß/klein

je Lagerblock

Lagerblock

1 bis 26

Zwischenspuren

Testweise Ausleuchtung

einer Zwischenspur

Schema: Fahrerloser Containertransport Detail: KonfigurationTerminal-

Leitsystem

Industrial Ethernet

1-13Scalance W788-1PRO

Industrial Ethernet

1-84 Fahrerlose Transportfahrzeuge

Weitere Systeme, z.B. Antrieb,

Sicherheitsschaltgeräte,

Positionsmessung

Steuerung

(Gottwald)

Scalance W744-1PRO


Störungsfreies Netz bei gleichzeitig ansteigender Anzahl von Fahrzeugen

Abb. 1 Überblick der Automatikfläche

Abb. 2 Aufsetzen eines Containers auf‘s

AGV

Abb. 3 Einlagerung im Blocklager

Masten mit Antennen

Abb. 4 SCALANCE W788-1PRO

AGVs

Abb. 5 SCALANCE W744-1PRO


IWLAN steigert

Sicherheit und Produktivität! Branche: Bergbau

-

Deutschland

Die HerausforderungAnlagenautomatisierung in rauer Umgebungzur Erhöhung der Produktivität undBetriebssicherheit

Sichere Wireless Kommunikation trotz vieler Stütz-/Trägerkonstruktionen und Silos aus StahlDiagnosemeldungen der gesamten Anlagefür sofortiges Reagieren und zur Vermeidung von StillstandszeitenSchnelle und flexible Ausführung des Projektes;Planung, Automatisierungs- und Elektrotechnik, sowie Inbetriebsetzung aus einer Hand Durchgehende Vernetzung mittels PROFIBUSund PROFINET

„Es ist wesentlich sicherer, wenn der Anlagenbediener beim An-

und Abschalten von Funktionen den entsprechenden Anlagenteil einsehen kann –

ohne sich auf den Zuruf eines Kollegen verlassen zu müssen“. (Kurt Zimmer/ Betriebsleiter des Steinbruchs)


Mit mobilem Bediengerät lückenlose Anlagenvisualisierung, Bedienbarkeit und Diagnose

Die LösungDer Materialfluss der gesamten Anlage wird über eine SIMATIC S7-300 gesteuertÜbersichtliche Anlagenvisualisierung mittels WinCC flexible über stationäre SIMATIC MP377 Multi Panels und einem Mobile PanelEmpfang aktueller Diagnosemeldungen

Aufgaben des Mobile Panel:Öffnen der Silos für Materialentnahme + FüllstandsanzeigeVisualisierung und Diagnose selbst im Schwerkraftwagen


Die HerausforderungSchnellere Produktionsprozesse:Zugriffszeit auf die Steuerung von 2 Sekunden auf 0,5 Sekundenzum schnellerer Produktionsablauf

Steuerung von Einschienenhängebahn -

wireless Branche: Nahrungs-

und Genussmittel -

Deutschland


Branche: Nahrungs-

und Genussmittel -

Deutschland

Steuerung „Salzlake“

Korb für Käse

Steuerung/

Motor

Korb für Käse

Steuerung/

Motor

Korb für Käse

Steuerung/

Motor

Korb für Käse

Steuerung/

Motor

Access Point

W788-2RR

R-Coax

Kabel 30m

Becken mit Salzlake

4 x EHB mit

Korb für Käse

Antenne

Schaltschrank:

Client W744-1

Die Lösung-Drahtlose Lösung über

IWLAN

-

Robuste Produkte für rauen Einsatz, z.B. Salznebel, Schaum-

Reiniger

-Schienensystem

ersetzt: Keine mechanische

Abnutzung, keine

weiteren Kosten / Wartung

-

Schnelle Inbetriebnahme

dank direktem

Zugriff

über IWLAN an jeder

Elektro-Hängebahn


Industrial Wireless LAN in einer Polyoxymethylen-Anlage Branche: Chemie -

Deutschland

Die HerausforderungAlle Informationen der neuen Produktionsstraßeund der Gesamtanlage stehen an jedem Ortzu jeder Zeit sicher zur Verfügung

Erweiterung einer PCS7 AnlageBedienung und Beobachtung desProduktionsprozesses mittels Anbindung von 2 mobilen Operator-StationenAufbau eines zuverlässigen Drahtlosnetzwerkesmit IWLAN über 7 GebäudeebenenZiel: Hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems

Besondere Rahmenbedingungen:Industriegebäude aus Stahl / Stahlbeton mit unspezifizierter EinrichtungExplosionsgefährdete BereicheExtreme Umweltbedingungen, chemische Belastung und große Temperaturunterschiede


Erhöhte Sicherheit und Verfügbarkeit durch IWLAN und Profisafe

Die LösungWireless Technologie ermöglicht Kommunikation dort, wo Kabelnicht rentabel wären!

mobile Simatic PCS7Operatorstationen

SwitchSCALANCE X208 Industrial Ethernet

Simatic PCS7Server

Access PointSCALANCE W786-2PRO

Explosionsgefährdeter BereichZone 2


Vorteile durch Einsatz von Industrial Wireless LAN

Erhöhte AnlagenflexibilitätBerührungslose und damit verschleißfreie Datenübertragung zu mobilen Kommunikationspartner

KosteneinsparungSubstitution von Schleifleitern und Schleppkabeln

Kontrolliertes Funkfeld durch Einsatz von RCoax Zuverlässige Ausleuchtung in funktechnisch anspruchsvollen Bereichen

InvestitionsschutzEinbindung von PROFIBUS Feldgeräten in ein IWLAN Funknetz mittels IWLAN/PB Link PN IO

IWLAN ist zuverlässig, robust und sicher!


Das volle Potential von IWLAN zeigt sich bei den damit erreichten Einsparungen

Typisches Investment (Beispiele)

Pay back(Vgl

Investment herkömmliche vs. IWLAN

Lösung)

Einsparungen

nach 3 Jahren*

(im

Vgl. zum

Investment)

EHB mit IWLAN 74.000 € < 1 Jahr ca. 60-70%

FTS mit IWLAN 58.500 € < 1 Jahr ca. 5-10%

RBG mit IWLAN 16.000 € < 1 Jahr ca. 20-30%

Kran mit IWLAN 3.500 € < 1 Jahr mehr als 100%

* Beispiel EHB: Investment im ersten Jahr mit IWLAN 74.000€, danach wartungsfrei; Schleppleiter Lösung 75.500€

+ Wartungskosten jedes folgende Jahr von 23.000€Einsparungen Wartungskosten nach 3 Jahren: ca. 50.000€

Alle vier Applikationen sind bereits im ersten Jahr günstiger als eine Lösung ohne IWLAN!


In welchem Umfeld werden die Komponenten eingesetzt?

Einsatz imSchaltschrank

Hohe klimatische Anforderungen

Schutzart IP65, Wand-, Mast-, Hutschinen-

und S7-300-

Schienenmontage,

mit allen iFeatures

Schutzart IP65, UV-beständig,

salzsprühnebelresistent,

-40°C bis +70°C Umgebungstemperatur,

jetzt auch mit allen iFeatures

Schutzart IP30,

platzsparende Integration in Maschinen, mit allen iFeatures

SCALANCE W786 SCALANCE W788

SCALANCE W784

SchaltschrankloserAufbau

Zubehör


Für funktechnisch anspruchsvolle Umgebungen fungieren die RCoax Leckwellenleiter als Spezialantennen für dieAccess Points SCALANCE W

Typische Applikationen sind Fahrerlose Transportsysteme, Elektrohängebahnen und Regalbediengeräte

RCoax

Leckwellenleiter


IWLAN/PB Link PN IO

Für den Investitionsschutz zuverlässig arbeitender Systeme am PROFIBUS, die drahtlos angebunden werden sollen, steht das IWLAN/PB Link PN IO zur Verfügung

Der Einsatz des IWLAN/PB Link PN IO kann mit Freifunkantennen oder mit RCoax erfolgen

Typische Applikationen sind Fahrerlose Transportsysteme, Elektrohängebahnen und Regalbediengeräte


SIMATIC ET 200pro IWLAN

Direkte Anbindung

dezentraler

Peripheriesysteme an den IO-Controller über

einen Access Point.

Es können sowohl standard-

als auch

sicherheitsgerichtete Applikationen mit PROFINET realisiert werden.Feature

WLAN-Standards IEEE 802.11 a/b/g/hFrequenzbänder 2,4 und 5 GHzmax. Übertragungsrate 54 MBit/sunterstützte industrielle WLAN-Features: Kurze Reaktionszeiten durch iPCF,Antenna Diversity, Leckwellenleiter (RCoax)

Kundennutzen:Reduktion von Verkabelungskosten und Wartungsaufwand durch die Ablösung kabelgebundener Lösungen zur Anbindung von Peripherie an die SteuerungMehr Flexibilität bei der Anbindung mobiler Teilnehmer


SIMATIC Mobile Panel 277(F) IWLAN

Das ultramobile Panel für Bedienen und Beobachten…Funktionalität und Performance wie das Mobile Panel 277Sicherheitstechnik (optional), zertifiziert von TÜV und BIA nach SIL3, sowie Transponder-Identifikation und –Distanz-messung zur sicheren Anmeldung und BedienungKommunikation über IWLAN nach IEEE 802.11Unterstützung von PROFINET und PROFIsafeProjektierbar mit WinCC Flexible

…für maschinennahe B&B-AufgabenEinrichten von Maschinen (z.B. über integriertes Handrad)Bedienung sicherheitskritischer ApplikationenMobiles Melde- und Diagnosesystem


SINEMA E Software

Offline Online

Wartung & ServiceInbetriebnahmePlanungTechnische Klärung

Kunde

Planer

Installations-

personal

Inbetriebsetzer ServiceProjekteur

Für Planung, Konfiguration, Simulation, Site Survey und Dokumentation von Industrial Wireless LAN

Zur Reduktion von Inbetrieb-nahmekosten und für die erhöhte Zuverlässigkeit des Funknetzes

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