automation

Echtzeit-Funkkommunikation für die Industrie

Koordinator

Andreas Frotzscher
Fraunhofer Institut für
Integrierte Schaltungen (IIS),
Institutsteil Entwurfsautomatisierung
(EAS)

Projektpartner

Fraunhofer IIS
Fraunhofer IIS
Drahtlose Kommunikation für Industrieautomation
dresden elektronik
dresden elektronik
Sensor-Netzwerke, Funktechnik, Elektronikentwicklung
Hiersemann
Hiersemann
Sondermaschinenbau in der Industrieautomation
Siemens
Siemens
Industrieautomatisierung
SITEC
SITEC
Automatisierungsanlagenbau im Bereich Lasertechnik
TU Dresden
TU Dresden
Funkkommunikation, selbstorganisierende Netzwerke

Kontakt

Erforschung und Entwicklung einer Funktechnologie in linzenzfreien Frequenzbändern mit extrem niedrigen Übertragungslatenzen für den Einsatz in Sensor-Aktor-Anwendungen in der Industrieautomation.

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Problemstellung & Stand der Technik

Echtzeit-Regelungssysteme erfordern sehr kurze Zykluszeiten (<1ms). Sensoren und Aktoren an beweglichen Maschinenteilen können derzeit nur über störungsanfälligen Schleifkontakte bzw. Schleppketten angebunden werden.

Derzeit eingesetzte Funklösungen nutzen vorrangig die lizenzfreien Frequenzbänder. Sie erreichen Zykluszeiten > 10 ms und sind nur begrenzt echtzeitfähig. Gleichzeitig verfügen sie nicht über ausreichende Koexistenzmechanismen, sodass ihre Zuverlässigkeit eingeschränkt ist.

Technische Ziele & Lösungen

Das Ziel von fast automation ist, eine Echtzeit-Funktechnologie zu entwickeln, welche die lizenzfreien Frequenzbänder nutzt und dabei Zykluszeiten < 1ms unterstützt. Damit wird der Stand der Technik um den Faktor 10-50 verbessert. Gleichzeitig soll eine sehr hohe Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Flexibilität erreicht werden, um den Anforderungen einer Vielzahl von Echtzeit-Regelungsanwendungen gerecht zu werden.

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Innovationen & Ergebnisse

Zur Erreichung der gesetzten Ziele setzt fast automation an drei Stellen an

  1. Latenzoptimierter PHY/MAC
    • adaptierbare, isochrone Zykluszeit < 1ms
  2. automation2Koexistenzmanagement mit kooperativer Selbstorganisation
    • Sehr hohe Zuverlässigkeit & Verfügbarkeit
    • Dynamische Adaption an Umgebung
  3. Automatische Ableitung der Verkehrsanforderungen aus der Regelungsanwendung zur Konfiguration des Echtzeit-Funksystems
    • Minimierung des Integrationsaufwandes

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Markt und sozialer Einfluss

Derzeit ist keine vergleichbare echtzeitfähige Funklösung am Markt verfügbar.

Der Technologievorsprung durch die in fast automation erforschte Echtzeit-Funktechnologie steigert die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie und sichert den Innovations- und Produktionsstandort Deutschland.

Projektübergreifende Kooperation

Nachfolgend sind die wichtigsten Kooperationen innerhalb des fast-Clusters dargestellt.

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