WISA-COM: Zuverlässige Kommunikation für die Fabrikautomation
WISA-COM ist die von ABB speziell für die Fabrikautomation entwickelte Funktechnologie im 2,4GHz-Band, die sich durch Echtzeitfähigkeit, besondere Zuverlässigkeit und mögliche Koexistenz vieler Systeme in einer einzigen Fabrikhalle auszeichnet. Das zuvor erwähnte Ein-/Ausgabemodul kommuniziert mit bis zu 13 WISA-Verteilern. Viele Maßnahmen zur Gewährleistung eines störungsfreien, zuverlässigen Betriebs laufen automatisch ohne Zutun des Anlagenbetreibers ab: Das Ein-/Ausgabemodul und die ihm zugeordneten drahtlosen Verteiler wechseln beispielsweise kontinuierlich nach einem vorgegebenen, für den Industrieeinsatz optimierten Muster ihre Kommunikationsfrequenz. Dabei nutzen sie das gesamte Frequenzspektrum des 2,4GHz-Bandes. Auf diese Weise wird vermieden, daß elektromagnetische Störungen aus dem industriellen Umfeld oder die Signale anderer Kommunikationssysteme zu Fehlfunktionen führen. Kommunikationsvorgänge sind erst abgeschlossen, wenn die Gegenseite den einwandfreien Empfang bestätigt. Bei Bedarf wird die Signalübertragung wiederholt, wobei ein Zyklus der Funkübertragung gerade mal 2,04m dauert. Diese Performance eines WISA-Systems bleibt beim Vollausbau genauso hoch wie bei der Kommunikation mit nur einigen wenigen drahtlosen Sensor-/Aktorverteilern. Das ist der wesentliche Unterschied hinsichtlich Zuverlässigkeit und Echtzeitverhalten zu anderen, nicht-industriellen Funktechnologien wie W-LAN, Zigbee und Bluetooth. Das Zeitverhalten der Übertragung, auch in Extremfällen und unter schwierigen Bedingungen, muß praktisch konstant sein, z.B. auch nach Erweiterungen oder Umzug einer Anlage an einen neuen Ort. Drahtlose Sensor-/Aktorverteiler melden sich auch ohne einen Statuswechsel zweimal pro Sekunde bei dem zentralen Ein-/Ausgabemodul. Bleibt diese Meldung aus, wird die letzte Statusinformation als \’nonvalid\‘ gekennzeichnet und an die Steuerung übermittelt, ebenso wenn eine Zeitschranke von ca. 30ms je überschritten würde. Der Anwender kann damit den Fertigungsprozeß anhalten oder eine Warnmeldung initiieren. Im Maschinenprogramm können gezielt Reaktionen bei Störmeldungen individuell, hier z.B. für jeden Greifer, programmiert werden. Von ABB selbst sind bisher über 4Mio. Stunden fehlerfreier Betrieb in überwachten Anlagen mit WISA nachgewiesen worden. Erste WISA-Anlagen wurden vor über 4 Jahren in Betrieb genommen und Installationen mit bis zu 250 Geräten verteilt auf mehrere Anlagen in einer Fabrikhalle belegen das Anwendervertrauen in Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit.
WISA: Einfache Inbetriebnahme
Die Maschineninbetriebnahme mit drahtlosen Sensor-/Aktorverteilern gestaltet sich sich denkbar einfach: Nachdem das Ein-/Ausgabemodul in den \’Config-Modus\‘ geschaltet ist, wird deren Kennung und die dort gewählte Adresse einem drahtlosen Verteiler durch einen einfachen Druck auf seinen Folientaster eindeutig und unverlierbar zugewiesen. Eine sogenannte \’Wink-Funktion\‘, die per Tastendruck ausgelöst werden kann, dient der eindeutigen Zuordnung der vergebenen Adressen im Betrieb: Eine grüne LED blinkt an dem ausgewählten Sensor-/Aktorverteiler, während gleichzeitig seine Adresse im Display des zentralen Ein-/Ausgabemoduls erscheint. Selbstverständlich lassen sich später weitere Geräte wie oben beschrieben hinzufügen oder am zentralen Ein-/Ausgabemodul löschen. Reicht die Maximalzahl von 13 Sensor-/Aktorverteilern je Ein-/Ausgabemodul für die Anwendung nicht aus, wird einfach ein weiteres Ein-/Ausgabemodul hinzugefügt. Die Feldbusanbindung des Ein-/Ausgabemoduls kann über verschiedene Feldbusse erfolgen, bei der Robotersteuerung der Fa. Kolbenschmidt wurde diese mit einem DeviceNet-FieldBusPlug (FBP-System von ABB) realisiert.
Drahtlose Sensor-/Aktorverteiler: Technische Merkmale
Jeder Sensor-/Aktorverteiler verfügt über acht M12-Buchsen, die jeweils doppelt belegt sind: Die eine Hälfte mit je zwei digitalen Eingängen, der Rest mit je zwei konfigurierbaren Ein-/Ausgängen. Die Spannungsversorgung erfolgt getrennt für Ein- und Ausgänge, die mit je 0,5A belastet werden können. Die Versorgungsspannung läßt sich von einem zum nächsten Verteiler durchschleifen. Das vermeidet zusätzliche Verkabelung besonders dann, wenn mehrere dieser Verteiler beispielsweise auf einem größeren Robotergreifer installiert sind.
