Störfestigkeit und Übertragungssicherheit in der Automatisierung

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

dataTec AG

ISH Ingenieursozietät GmbH

Weidmüller Interface GmbH & Co. KG

Keine Protokolle für den Prozessdatenaustausch vorgegeben

Auch das standardisierte Bluetooth-Profil wie SPP erfordert die Definition eines geeigneten Kommunikationsprotokolls. Da Bluetooth keine Protokolle für den Prozessdatenaustausch vorgibt, wurde ein Protokoll auf Basis des CANopen Standards – als WIRELESSopen – implementiert. Für die Messungen wird das asynchrone Transportverfahren mit Pakettyp DM1 verwendet, welches eine Vorwärts- (FEC – Forward Error Correction) und eine Rückwärtsfehlerkorrektur (ARQ – Automatic Repeat Request) nutzt.

Beim Aufbau der funkbasierten SAIs wurde insbesondere auf das Antennendesign geachtet. Generell stehen sich extern zu montierende Antennen z. B. Stabantennen und integrierte Antennen gegenüber.

In der Versuchsanordnung kam beim SAI eine integrierte Antenne zum Einsatz: Während das SAI mit Stabantenne mehrere ausgeprägte Nullstellen aufweist, zeigt das Richtdiagramm der integrierten Antenne relativ gleichmäßige Verläufe. Dies bedeutet eine weitestgehende Richtungsunabhängigkeit bezüglich der Positionierung/Montage der SAI-Interfaces in der späteren Applikation, bei nur geringfügig niedrigerem Gewinn.

Systemparameter und deren Messung

Für die Untersuchung des Systemverhaltens wurde eine Traffic-Applikation im Bluetooth-Master realisiert. Ein einzelnes SAI-Modul wird mit der Zykluszeit 50 ms periodisch über eine Zeitdauer von ca. 17 min abgefragt. Dies entspricht rund 20.000 Zyklen.

Das SAI antwortet mit einem SPP-Protokoll, das aus 7 Byte besteht (Identifier, Polling Byte, Zählerwort, Bitmuster, Link Quality Indication = LQI-Wert). Maximal fünf Telegrammwiederholungen wurden zugelassen. Ein Protokoll-Analysator erfasst und protokolliert sämtliche Bluetooth-bezogenen Kommunikationsparameter auf der Luftschnittstelle.

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