Die Power von WirelessHART und Bluetooth in Ihrer Anlage #Wirelessislife

Bluetooth oder WirelessHART – welche der beiden Technologien sollten Sie verwenden? Und wie wäre es einfach mit beiden? Sie können die meisten Anwendungen abdecken und Bluetooth kann in kleinen Anwendungen zur Digitalisierung beitragen.

Wir sind dabei immer weitere neue Möglichkeiten zu erschließen, die über das reine Funktionsprinzip von drahtlosen Geräten hinausgehen. Nach mehr als 10 Jahren auf dem Markt hat sich WirelessHART in vielen Anwendungen und Industrien weltweit konsolidiert.

Die Bluetooth-Kommunikation hat ebenfalls in vielen industriellen Anwendungen Fuß gefasst und hat für den Einsatz im Feld an Popularität gewonnen. Sie mag weniger üblich sein als WirelessHART-Geräte, aber das Protokoll an sich ist schon seit vielen Jahren Teil unseres Lebens, nicht wahr?

Wir wissen also, dass die Verwendung von drahtloser Technologie Geld sparen und die Installation weniger komplex gestalten kann, weil Kabel entfallen. Heute werden wir uns jedoch damit beschäftigen, wie diese Lösung wertvolle Einblicke in Ihre Anwendungen liefert und so auf andere Art weitere Vorteile bringt und Geld spart.

Wie Sie sich vorstellen können, passt die drahtlose Technologie perfekt zu Industrial Internet of Things (IIoT)-Services. In nur wenigen Schritten können Sie Ihre Anlage mit wertvollen Cloud-Services verbinden, die Ihnen relevante Einblicke liefern.

Klingt interessant, hm? Dann schauen wir uns mal an, wie Sie wirklich digital werden können.

Wie verbessern Sie Ihre Anlage mit drahtlosen Produkten?

Der HART-/4-20-mA-Standard spielt noch immer eine bedeutende Rolle auf dem Markt. Alles auf einmal durch ein neues digitales Netzwerk zu ersetzen, kann für viele Unternehmen schwierig sein. Neue Netzwerke werden am besten für neue Anlagen oder Prozesse reserviert. Aber es gibt viele Möglichkeiten, einen nahtlosen Übergang für bestehende Netzwerk zu erreichen.

Sie denken jetzt vielleicht "Wenn es kompliziert und teuer ist, warum lese ich diesen Artikel dann überhaupt?"  Weil die Schwierigkeiten in der Mehrzahl in den kabelbasierten Netzwerken auftreten. Die drahtlose Kommunikation ist eine völlig andere Sache, es ist ein Unterschied wie Tag und Nacht.

So kann der Fieldport SWA50 beispielsweise intelligente Daten aus analogen/HART-Feldgeräten in das Steuerungssystem oder die Cloud integrieren. Ein solcher drahtloser Adapter lässt sich einfach installieren und benötigt keine zusätzliche Spannungsversorgung, da er eine Schleifenstromversorgung nutzt, ohne das 4-20-mA-Signal zu beeinflussen.

Außerdem können Sie einen drahtlosen Adapter in einer Kabelverbindung zu den Feldgeräten installieren, ohne eine zusätzliche Infrastruktur zu benötigen. Sie können ihn bei Bedarf sogar abgesetzt installieren.

Dieser Einsatz von drahtlosen Adaptern, wie der Fieldport SWA50, kann die Modernisierung Ihrer Anlage praktisch über Nacht bedeuten – ernsthaft! Hinzu kommt, dass die Nutzung von WirelessHART zusammen mit Bluetooth Vorteile bringt, die mit reinen WirelessHART-Adaptern nicht möglich sind.

Worin besteht der Unterschied zwischen Bluetooth und WirelessHART?

WirelessHART ist ein Protokoll, das für industrielle Anwendungen entwickelt wurde. Es hat einen soliden Ruf und die Mesh-Topologie kann ein robustes und zuverlässiges Netzwerk für industrielle Prozesse erzeugen.

Außerdem ist die Interoperabilität von WirelessHART-Netzwerken ein brillantes Merkmal, das es Ihnen ermöglicht, WirelessHART-Produkte verschiedener Marken in demselben Netzwerk einzusetzen. Das Protokoll überwacht Anwendungen und bietet einige einfache Ein-/Aus-Steuerelemente. Leider ist das aber auch schon alles, was es macht, weshalb es in vielen Fällen nicht unbedingt die beste Wahl ist.

Bluetooth wurde entwickelt, um ein breites Spektrum an Anwendungen abzudecken, von Unterhaltungselektronik bis hin zu industriellen Prozessen. Sie haben vermutlich ein Bluetooth-fähiges Gerät gerade jetzt in Ihrer Nähe, Ihr Smartphone zum Beispiel.

Das Protokoll hat viele Ähnlichkeiten mit WirelessHART, wodurch es sich einfach in industriellen Anwendungen implementieren lässt. Natürlich wird es für andere Anwendungen genutzt, aber beide Netzwerke ergänzen einander und können gut zusammenarbeiten.

Bluetooth verbraucht weniger Energie als WirelessHART, hat aber eine geringere Kommunikationsreichweite; so hat das SWA50 beispielsweise eine Reichweite von bis zu 40 m mit Bluetooth, aber bis zu 200 m mit WirelessHART für eine genaue Ansicht des Standortes.

Somit funktioniert WirelessHART hervorragend, wenn es um die Überwachung Ihres Prozesses und die Integration in das Steuerungssystem geht, da es den Fernzugriff mit PAM-Lösungen oder IIoT-Services ermöglicht. Bluetooth dagegen unterstützt die lokale drahtlose Kommunikation, um Geräte zu installieren oder zu überwachen, und ermöglicht ebenfalls die Integration in die Cloud, um die Digitalisierung zu realisieren.

Wie funktioniert WirelessHART?

WirelessHART arbeitet bei einer Frequenz von 2,4 GHz und nutzt den Time Division Multiple Access (TDMA)-Mechanismus, um alle Geräte im Netzwerk, von denen jedes mit einem Gateway kommuniziert, zu synchronisieren.

Zudem arbeitet WirelessHART mit einem Mesh-Netzwerk, das auf dem IEEE 802.15.4-Standard basiert. Es kombiniert zwei Methoden, um Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten: Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) und Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).

WirelessHART kann entweder bereits in Ihre Geräte integriert sein, oder Sie können sie mit WirelessHART-Adaptern ausstatten. Durch einen solchen Adapter werden 4-20-mA-/HART-Geräte zu drahtlosen Geräten aufgerüstet.

Wie funktioniert Bluetooth?

Bluetooth hat sich als Standard für drahtlose Technologie großer Beliebtheit in der Unterhaltungselektronik und Computerbranche erfreut, findet aber auch sehr schnell immer mehr Verbreitung in industriellen Anwendungen. Die Bluetooth Special Interest Group (SIG) verwaltet diese Technologie.

Die Technologie wurde in der IEEE 802.15.1 normiert und nutzt ISM-Frequenzbänder von 2,402 bis 2,480 GHz. Sie ist auf kurze Reichweiten ausgelegt, um Installationskosten und Energieverbrauch zu reduzieren. Als von der Leistungsklasse abhängige Geräte variieren die Reichweiten je nach Klasse (1 bis 4) und Situation.

So hat ein Gerät der Klasse 4 eine Kommunikationsreichweite von bis zu 0,5 m, während ein Gerät der Klasse 1 (üblicherweise in industriellen Anwendungen eingesetzt) über bis zu 100 m kommunizieren kann. Natürlich verbrauchen Geräte mit geringerer Kommunikationsreichweite weniger Energie als Geräte mit höheren Reichweiten.

Die Bluetooth-Kommunikation kann offen oder proprietär sein. In der Regel ist die proprietäre Kommunikation in industriellen Anwendungen zu finden, da hier ein hoher Grad an Sicherheit erforderlich ist. Proprietäre Lösungen können auch den lokalen Zugriff und die Digitalisierung vereinfachen und gleichzeitig eine gute Benutzererfahrung bieten.

Bluetooth verwendet eine Master/Slave-Architektur in Punkt-zu-Punkt-Netzwerken (Bluetooth 5). Die industrielle Anwendung von Bluetooth nutzt eine Sterntopologie für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation des Master-Gerätes mit den Slave-Geräten.

Für die lokale Konfiguration und IIoT-Services ist die Sterntopologie mehr als ausreichend. Sie können sie mit WirelessHART in das Steuerungssystem integrieren, um die Vorteile der Mesh-Topologie zu maximieren.

Kann ich WirelessHART und Bluetooth gemeinsam in einem Gerät verwenden?

Ja. Heute können Sie das Beste aus beiden Welten nutzen.

Das WirelessHART-Protokoll wurde für die Integration in das Steuerungssystem konzipiert, um Messdaten zu erfassen, und PAM-Systeme dafür, eine abgesetzte Kommunikation und den Zugriff auf Diagnosedaten lokal oder in der Cloud zu ermöglichen.

Bluetooth wurde dafür konzipiert, den lokalen Zugriff zu unterstützen. Wenn Sie beispielsweise ein Gerät einrichten oder mit Ihrem Smartphone oder industriellen Tablet den Zustand des Gerätes überprüfen möchten, dann kann Ihnen Bluetooth dabei helfen.

Nehmen Sie an, Sie haben eine kleine Anwendung und möchten einen Industrial IoT-Service, wie z. B. Netilion, nutzen. Dann sind Bluetooth-Geräte in Verbindung mit einem Edge Device die Lösung. Einfach, kostengünstig und leistungsstark liefern sie zahlreiche wichtige Einblicke in Ihre Prozesse.

So können Sie z. B. mit dem neuen Fieldport SWA50 von Endress+Hauser die Vorteile von WirelessHART und Bluetooth gleichzeitig nutzen, wodurch die Digitalisierung Ihrer Anlage zum Kinderspiel wird.

Und wenn Sie eine kleine Anwendung haben, in der Sie nur Bluetooth nutzen möchten, dann kann das Fieldport selbstverständlich auch strikt nur mit Bluetooth arbeiten.

Wo kann ich meine WirelessHART-Produkte mit Bluetooth verwenden?

Abgesehen davon, dass Sie bei der Erfassung der Felddaten Geld sparen, wird es spielend einfach, diese Daten an die Cloud zu senden, um reale Einblicke in Ihre Anlage zu erhalten.

Ein Beispiel ist die Zustandsüberwachung Ihrer Instrumentierung. Sie können Ihre Geräte live in der Cloud verfolgen, und der Überwachungsservice Netilion Health liefert Einblicke in den Zustand Ihrer Instrumentierung.

Diese Informationen ermöglichen es Ihnen, bessere Wartungspläne auszuarbeiten, um ungeplante Stillstandszeiten zu verhindern, wodurch sich Ihre Wartung von einer korrigierenden Wartung zu einer vorausschauenden Wartung entwickelt. Alles fließt einfach und doch sicher an einer Stelle zusammen.

Oder nehmen wir an, Sie möchten ein Feldgerät einrichten. Statt Ihr HART-Modem oder eine andere traditionelle Schnittstelle zu verwenden, können Sie Bluetooth nutzen, um mithilfe Ihres Smartphones oder industriellen Tablets (wie z. B. das Field Xpert SMT70) alles zu konfigurieren.

Lassen Sie uns zum Abschluss noch über Cloud-basierte Überwachungsservices sprechen. Wenn Sie eine flexible Überwachung für viele Anwendungen wie Füllstand oder Durchfluss wünschen, dann sind IIoT-Services wie Netilion Value eine elegante Möglichkeit, um Ihnen jederzeit und überall Zugriff auf Ihre Werte zu bieten.

Unzählige Anwendungen können WirelessHART und Bluetooth zusammen nutzen. Wenn Sie interessiert sind, können wir beim nächsten Mal genauer darauf eingehen. Senden Sie mir einfach eine kurze Mitteilung, und lassen Sie mich wissen, worüber Sie mehr erfahren möchten.

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