Automatisierungskomponenten in WLANs integrieren

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Korrekte Antenneninstallation

In industriellen WLAN-Netzwerken wird besonderer Wert auf eine dauerhaft funktionierende und leistungsfähige Funkkommunikation gelegt. Vor diesem Hintergrund muss der Anwender die korrekte Installation der Antennen sicherstellen, denn ihre Montage und das Verlegen des Antennenkabels haben einen erheblichen Einfluss auf die Performance und Zuverlässigkeit der Funkverbindung.

Eine gute Funkdatenübertragung bedingt die Befestigung der Antenne an einer funktechnisch günstigen Position, einen kurzen Abstand zwischen Wireless-Modul und Antenne sowie die Verwendung eines leistungsfähigen und für die Anwendung geeigneten Gerätetyps.

Bei der Antennenauswahl muss berücksichtigt werden, dass das industrielle Umfeld von reflektierenden Metallflächen geprägt ist. Einfache Rundstrahl-Antennen, die der Hersteller üblicherweise mit den Funkkomponenten liefert, strahlen eine vertikal oder horizontal linear polarisierte Funkwelle ab.

Um einen guten Empfang zu erzielen, müssen die Sende- und die Empfangsantenne die gleiche Ausrichtung (Polarisation) haben. Sind die Polarisationsebenen der beiden Antennen gegeneinander gedreht, treten erhebliche Signalverluste auf.

Optimale Antennenposition

Im industriellen Umfeld ist die Ausrichtung der Antenne nicht immer statisch, da sie beispielsweise auf einem Roboterwerkzeug montiert ist oder sich frei im Raum bewegt. Die Polarisation ändert sich darüber hinaus bei jeder Reflexion der Funkwelle an einer Metallfläche. Um eine Schwankung der Signalstärke am Empfänger zu vermeiden, bietet sich der Einsatz einer zirkular polarisierten Antenne an. Eine Ausrichtung zwischen Sende- und Empfangsantenne ist bei diesem Gerätetyp nicht erforderlich, so dass selbst bei schwierigen Umgebungsbedingungen eine stabile Verbindung aufgebaut wird.

Im Industriebereich müssen die Antennen meist vor oder an den vorherrschenden Metallflächen angebracht werden, was einen negativen Einfluss auf das abgestrahlte Funkfeld haben kann. So wird bei den üblicherweise verwendeten Rundstrahlantennen ein Großteil der Funkwellen von der Metallfläche reflektiert, die sich dann mit den direkt in den Raum abgestrahlten Wellen überlagern.

Je nach Abstand der Antenne zur Metallfläche und der daraus resultierenden Phasenverschiebung zwischen den sich überlagernden Wellen kann es zu einer Auslöschung der Funkwelle kommen. Deshalb sollte der Anwender eine Antenne einsetzen, die die Funkwellen nur in eine Richtung abstrahlt, nämlich weg von der Metallfläche (Bild 2).

Um die für den Anwender unsichtbaren Funkwellen sichtbar zu machen und so die richtige Positionierung der Wireless-Komponenten zu erleichtern, hat Phoenix Contact die Simulations-Software Factory Line WST entwickelt. Anhand von Gebäude- oder Hallenplänen lässt sich mit Hilfe der Funkfeld-Simulation in wenigen Schritten die voraussichtliche räumliche Signalstärke des geplanten Funknetzwerks als Farbverlauf in Echtzeit am PC darstellen. Auf diese Weise kann der Anwender einfach und schnell die optimalen Installationspunkte der Funkmodule ermitteln (Bild 3).

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