Systemeigenschaften von
industriellen WSNs
Es ist viel über das IIoT und den entsprechenden Bedarf an drahtlosen Verbindungen der industriellen Sensoren geschrieben worden. Das Konzept der Instrumentierung von ‚Dingen‘ wie Maschinen, Pumpen, Pipelines und Eisenbahnwagons mit Sensoren ist in der industriellen Welt nichts Neues. Speziell angefertigte Sensoren und Netzwerke haben sich in industriellen Umgebungen, die von Ölraffinerien bis hin zu Fertigungslinien reichen, verbreitet. Historisch haben diese Netzwerke ein sehr hohes Niveau an Netzwerkzuverlässigkeit und Sicherheit erreicht, das nicht einfach mit Technik, die in der Konsumelektronik eingesetzt wird, erzielt werden kann. Insbesondere die Art, wie diese Sensoren zu Netzwerken zusammen geschaltet werden, bestimmt, ob diese Sensoren sicher vor äußeren Angriffen, betriebssicher und kostengünstig in den für industrielle Applikationen typischen rauen Umgebungen eingesetzt werden können.
Da Standards zu drahtlosen Sensornetzwerken mit einer für die Industrie geeigneten hohen Zuverlässigkeit und Sicherheit gehören, hat die Dust Network Group von Linear Technology bei mehreren Schlüsseltechnologien Pionierarbeit geleistet, die heute Bestandteil von wichtigen Standards für drahtlose Netzwerke sind, wie WirelessHART (IEC62591) und der gerade neu aufkommende 6TiSCH-IETF-Standard. Diese Standards für drahtlose Netzwerke sind speziell dazu ausgelegt die Anforderungen von industriellen Applikationen zu erfüllen, die nachfolgend aufgelistet sind.
Zuverlässigkeit und Sicherheit stehen dabei an erster Stelle. Anders als in Applikationen in der Konsumelektronik, bei denen der Preis häufig die wichtigste Rolle spielt, stehen bei industriellen Anwendungen Zuverlässigkeit und Sicherheit an den ersten beiden Stellen auf der Liste mit den Systemeigenschaften. In einer globalen Umfrage unter Nutzern von industriellen WSNs (Wireless Sensor Networks) waren die Zuverlässigkeit und die Sicherheit die beiden wichtigsten angegebenen Eigenschaften. Dies ist nicht überraschend, wenn man bedenkt, dass die Rentabilität, Qualität und Produktivität eines Unternehmens, mit der sie Produkte herstellt und die Sicherheit des Personals sicherstellt, häufig von diesen Netzwerken abhängt. Dies ist auch der Grund, warum die Zuverlässigkeit und Sicherheit essentiell für drahtlose Sensornetzwerke in der Industrie sind.
Das industrielle IoT ist nicht von Experten der drahtlosen Kommunikation installiert
Meistens fügen etablierte Industrien industrielle IoT-Produkte und Dienstleistungen zu ihren bestehenden Produkten hinzu. Ihre Kunden setzen sie in Umgebungen mit einem Mix an altem und neuem Equipment ein. Die in industriellen WSNs enthaltene Intelligenz muss eine einfache Anwendbarkeit für industrielle IoT-Produkte gewährleisten, die den nahtlosen Übergang für das bestehende Personal im Feld ermöglicht. Die Systeme sollten auch für den globalen Einsatz geeignet sein, da die weit verbreitete Einführung von industriellem IoT von den Endanwendern häufig Unternehmensweit erfolgt und eine Standardisierung für mehrere unterschiedliche Standorte erfordert.
Sensoren überall. Bei industriellen IoT-Anwendungen ist die präzise Platzierung eines Sensors oder Kontrollpunktes wichtig. Die drahtlose Kommunikationstechnik liefert die Möglichkeit einer Kommunikation ohne Verkabelung. Doch wenn man einen drahtlosen Sensorknoten mit Strom versorgen muss, indem man ihn in die Steckdose steckt, oder ihn nach einigen Stunden oder sogar Monaten wieder aufladen muss, werden die Kosten unermesslich hoch und der Einsatz nicht mehr praktikabel.
Die Sichtbarkeit des Netzwerkbetriebs ist der Schlüssel
Industrielle Netzwerke müssen über viele Jahre kontinuierlich laufen, jedoch können Probleme, unabhängig davon, wie robust ein Netzwerk ist, immer auftreten. Die Qualität eines Netzwerks, das zum Zeitpunkt der Installation gut arbeitete, kann während seiner Betriebszeit von einer Vielzahl von Umweltfaktoren beeinflusst werden. IIoT-Netzwerke sollten deshalb die Fähigkeit zur Eigendiagnose und Selbstheilung enthalten sowie den Anwender und Bediener warnen, wenn Probleme auftauchen. In geschäftskritischen industriellen Anwendungen müssen drahtlose Sensornetzwerke ein hohes Niveau bezüglich eines smarten, sicheren und zuverlässigen kabellosen Betriebs über viele Jahre hinweg erfüllen. Diese strengen Anforderungen können mit bestehenden und neu aufkommenden drahtlosen Mesh-Netzwerk-Standards erfüllt werden, die die Schlüssel-Funktionsblöcke werden, um industriellen Anwendern zu helfen, ihre Geschäftsmodelle und Dienstleistungen in die Ära des industriellen IoT überzuführen.
