Die Paul Vahle GmbH & Co. KG geht eine strategische Partnerschaft mit CoreTigo ein. Gemeinsam mit dem Hersteller im Bereich hochverfügbarer, drahtloser Kommunikationssysteme für Automatisierungstechnik wappnet sich das Kamener Unternehmen mit IO-Link-Wireless-Komponenten für die steigenden Anforderungen der Industrie.
Durch die Kombination der induktiven Energieübertragungssysteme mit den IO-Link-Wireless-Komponenten von CoreTigo bietet Vahle künftig ein noch umfassenderes Angebot für Systemintegratoren und Hersteller von Verpackungsmaschinen und Fertigungslinien.
„Wir möchten unser Service-Angebot nicht nur durch die Weiterentwicklung unserer eigenen Produkte verbessern, sondern unseren Kunden auch durch gezielte strategische Partnerschaften ein umfassendes Gesamtpaket zur Verfügung stellen“, sagt Achim Dries, CEO der Vahle Group. Dafür arbeitet der Kamener Systemanbieter für mobile Industrieanwendungen künftig mit dem israelischen Hersteller von IO-Link-Wireless-Technologien, CoreTigo, zusammen. „Die drahtlosen Echtzeit-Kommunikationssysteme von CoreTigo stellen eine optimale Ergänzung unserer induktiven Energiezuführungslösungen dar und erweitern das Portfolio an Systemlösungen von Vahle entscheidend“, erklärt Dries.
Vorteile einer gemeinsamen Lösung
Die Vorteile der gemeinsamen Lösung von Vahle und CoreTigo zeigen sich in den zahlreichen Stadien des Maschinendesigns, der Maschinenproduktion, des Maschinenaufbaus und bei den Betreibern der Anlagen. Beispielsweise wird eine Steigerung der Produktionskapazitäten durch simultane Montageprozesse während der Fahrt der Warenträger erreicht. Des Weiteren kann ein breites Spektrum an Verpackungsvarianten (Größe, Gewicht, Form, Material) effizient auf einer einzigen Maschine genutzt werden. So lassen sich auch die Umrüstzeiten zwischen verschiedenen Verpackungstypen erheblich reduzieren oder entfallen komplett. Zugleich verringert sich der Platzbedarf der Maschinen und Anlagen durch den Einsatz dieser Technologien, da weniger Kabel und externe Roboter benötigt werden. Die permanente Maschinen- und Prozessanalyse, basierend auf den vorliegenden Echtzeit-Daten, ermöglicht die vorbeugende Instandhaltung zur Vermeidung von Stillstandzeiten und steigert die Verfügbarkeit der Maschinen.
Durch die Kooperation spricht Vahle vor allem die Fabrikautomation an. „Speziell für die Hersteller von Verpackungsmaschinen, die eine hochverfügbare Kommunikationslösung mit niedrigen Latenzzeiten und einem deterministischen Verhalten für die Echtzeitsteuerung und -überwachung ihrer Anlagen benötigen, können wir mit IO-Link Wireless einen erheblichen Mehrwert bieten“, sagt der CEO. Langfristig wird diese Systemlösung auch auf andere Märkte ausgeweitet. „Durch die strategische Partnerschaft mit CoreTigo versetzen wir uns in die Lage, noch schneller auf die dynamischen Anforderungen in unterschiedlichen Automationsbereichen zu reagieren. Davon werden Kunden in verschiedenen Bereichen profitieren“, betont Dries.
Was ist IO-Link Wireless?
IO-Link Wireless definiert die drahtlose Netzwerkkommunikation zwischen Sensoren, Aktoren und Steuerungen (SPS) in der Automatisierungsumgebung. Es wurde entwickelt, um ein ähnliches Leistungsniveau und eine abwärtskompatible Schnittstelle wie bei kabelgebundenen Systemen zu bieten, sodass die Migration von kabelgebundenen zu kabellosen Systemen einfach möglich wird. IO-Link Wireless bietet eine deterministische Latenzzeit von 5 ms für die Kommunikation mit 40 Sensoren oder Aktoren. Es bietet eine Zuverlässigkeit, die besser ist als bei Standards wie WLAN, Bluetooth oder Zigbee.
IO-Link Wireless unterstützt Roaming-Fähigkeiten und bietet die Möglichkeit, batteriebetriebene oder energiesparende Sensoren mit geringem Energieverbrauch in das Echtzeitnetzwerk einzubinden. Eine der wichtigsten Eigenschaften von IO-Link Wireless ist die Kompatibilität mit den Protokollen der Fabrik- und Prozessautomatisierung. Die Standard-Engineering-Tools von IO-Link für Systemplanung, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung können eingesetzt werden, sodass die Abwärtskompatibilität zu verdrahteten IO-Link-Lösungen gewährleistet ist.
Systembeschreibung
Ein IO-Link-Wireless-System besteht typischerweise aus einem IO-Link Wireless Feldbus-Gateway (Master) und IO-Link Wireless Devices. Die Geräte können Sensoren, Aktoren, RFID-Leser, Ventile, Motorstarter oder einfache I/O-Module sein. Zusätzlich umfasst das IO-Link Wireless-System standardmäßig Engineering-Tools für die Sensor-/Aktor-Konfiguration und Parametrierung. Um die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen in industriellen Umgebungen zu erfüllen, wurde eine schmalbandige GFSK-Modulation (Gaussian Frequency Shift Keying) gewählt. Diese Modulation zeichnet sich durch eine hohe Leistungsausbeute und eine gute Unterdrückung von Störsignalen aus, ist aber aufgrund des schmalen Bandes (1 MHz) auch unempfindlich gegenüber Kanalschwund. Die gleiche Modulation wird auch bei anderen Protokollen wie den Low Energy Bluetooth- und 802.15.4-Standards verwendet, erzielt aber aufgrund unterschiedlicher Medienzugriffsprotokolle unterschiedliche Leistungen. Um die behördlichen Vorschriften zu erfüllen, wurde eine maximale HF-Sendeleistung von 10 mW und ein ISM-Band von 2,45 GHz (unlizenziert) gewählt, obwohl dieses Band unter der Überlastung der Funkverbindungen leidet.
Zuverlässige Verbindungen
Um eine äußerst zuverlässige Verbindung in einer überlasteten Umgebung zu gewährleisten, wurde eine Kombination aus einem Frequenz- und Zeitmultiplex-Medienzugriffsverfahren (F/TDMA) verwendet. Downlink-Nachrichten (DL) vom IO-Link-Master an die Geräte und Uplink-Nachrichten (UL) von den Geräten an den Master werden in einem Halbduplex-Modus in einem definierten Zeitrahmen ausgetauscht. Eine Zelle kann bis zu 3 Master unterstützen, wobei jeder Master mit bis zu 40 Sensoren über 5 Spuren kommuniziert.
