778iee1117_Anlaufbild-SchleicherEchoRing-HMI

R3Coms/Schleicher/zapp2photo

R3 Communications zeigt in Nürnberg einen neuartigen Ansatz – ein deterministisches und hochzuverlässiges Safety-Echtzeit-Funksystem namens EchoRing. Schleicher Electronic nutzt das System für ein Tabel-Dock.

EchoRing basiert auf einem logischen Token. Sie erinnern sich? Hierbei wird ein Token-Paket zur Steuerung des deterministischen Kanalzugriffs von einen zum anderen Netzwerk-Teilnehmer übertragen. Anders als bei herkömmlichen kabelgebundenen Token-Ring-Verfahren wird der Token aber nicht von einem Knotenpunkt zum nächsten, direkt verbundenen Teilnehmer weitergegeben. Stattdessen können die aktiven Knoten in einer beliebigen Sequenz durchlaufen werden und bilden somit einen logischen Token Ring im kabellosen Kanal. Als zusätzliche Sicherheitsstufe wird ein geeigneter Kooperationsknoten zusätzlich zum Empfänger im Paketheader vermerkt. Dieser Kooperationsknoten verschickt das Signal erneut, wenn die Bestätigung des Empfängers ausbleibt. Sollte ein Signal verloren gehen, sorgt eine optimierte ‚ARQ State Machine‘ für einen schnellen Ersatz. Eine kontinuierliche Überwachung aller Übertragungsstrecken im System verhindert Kanalqualitätseinbrüche, da automatisch Maßnahmen eingeleitet werden, die einen kompletten Systemzusammenbruch unterbinden. Daher lassen sich auch sicherheitskritische Anwendungen gefahrlos ohne Kabel betreiben. Die Leistungsdaten erfüllen die sehr hohen Anforderungen von Industrial IoT/Industrie 4.0 in Bezug auf Echtzeit (um 1 ms) und Verfügbarkeit (bis zu 99,9999999%).

„Unsere Funkmodule und patentierte Software sind ein wichtiger Bestandteil modularer, sich selbstorganisierende Fertigungsprozesse“, Dr. Mathias Bohge, Geschäftsführer R3 Communications.

„Unsere Funkmodule und patentierte Software sind ein wichtiger Bestandteil modularer, sich selbstorganisierende Fertigungsprozesse“, Dr. Mathias Bohge, Geschäftsführer R3 Communications.

„Diese auf räumliche Diversität basierende Technik wird als massive Kooperation bezeichnet“, erklärt Dr. Mathias Bohge, einer der Geschäftsführer von Reliable Realtime Radio Communications, kurz: R3Coms.

Implementiert ist das System auf einem in Kooperation mit Schleicher Electronic entwickeltem Modul, das – ähnlich einem WLAN-Modul – in beliebige Systeme integriert werden kann. Als Übertragungsprotokoll ist dem Funkkanal ProfiSAFE überlagert.

Die Software-Technologie von R3 lässt sich aber auch in vorhandene Standard-Funkmodule implementieren und zu zuverlässigen Echtzeit-Funkkommunikationsknoten hochrüsten. Ein wichtiger Aspekt, wenn Stückzahlen und Formfaktor gegen ein Re-Design der Hardware sprechen.

Upgrade zum Safety-HMI für Standard-Tablet

Das WLAN-Modul mit patentierter ­Token-Übertragung erreicht die für sicherheits­gerichtete Anwendungen notwendige Zuverlässigkeit und Deterministik.

Das WLAN-Modul mit patentierter ­Token-Übertragung erreicht die für sicherheits­gerichtete Anwendungen notwendige Zuverlässigkeit und Deterministik.

Schleicher Electronic

In einer ersten Anwendung ist das Modul in eine Docking-Station für HMIs eingebaut. Mit der Docking-Modul will Schleicher Consumer-Tablets für sicherheitsgerichtete Safety-Anwendungen fit machen. „Die Anwendungsmöglichkeiten der EchoRing-Technologie gehen weit darüber hinaus“, stellt Bohge klar. In letzter Konsequenz lässt sich EchoRing überall dort einsetzen, wo Kabel zu anfällig oder unflexibel sind. Dazu Bohges Geshcäftsführungskollege Florian Bonanati: „Außerdem ermöglicht die hochzuverlässige Funkkommunikation neue Use-Cases, wie etwa bei closed-loop Roboteransteuerungen aus der Edge-Cloud.“ Diese Technologie wird derzeit von R3 im Rahmen des fastRobotics Projekts in einem Konsortium rund um den Roboter-Hersteller Kuka erforscht. Das im Juli 2017 gestartete Projekt hat die Entwicklung einer Systemlösung zum Ziel, mit der Roboter sowohl untereinander, als auch mit Sensoren und mobilen Endgeräten durchgängig drahtlos kommunizieren können. Das zu entwickelnde Steuerungskonzept mit verteilten Algorithmen, Sensoren und Aktoren erfordert eine echtzeitfähige drahtlose Kommunikation und effiziente Koordination der Komponenten.

SPS IPC Drives 2017: Halle 10.1, Stand 232