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f+h fördern und heben 6/2021

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f+h fördern und heben 6/2021

PERSPEKTIVEN LICHTBLICKE

PERSPEKTIVEN LICHTBLICKE IN DER PRODUKTION Derzeit ist WiFi die am häufigsten verwendete Technologie für den Datenaustausch zwischen Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) in einer Fabrikhalle. Problematisch können sich jedoch mitunter die in WiFi-Kanälen potenziell auftretenden hohen Latenzzeiten und Paketverluste auswirken. Eine Alternative ist die zuverlässige und kaum störanfällige Visible Light Communication (VLC). 01 Standardarchitektur eines softwaredefinierten Netzwerks mit redundanten Controllern (gestrichelt) SDN Controller Anwendung SDN Controller Fahrerlose Transportsysteme (FTS) und weitere mobile Systeme werden für moderne Industrieeinrichtungen immer wichtiger. Entscheidend für ihre Rolle in der Fabrik der Zukunft sind Kommunikation und Kooperation. Sind als Materialflusssystem zwei oder mehre FTF gemeinsam für den Transport einer Last von z. B. einer Montagestation zur nächsten zuständig, müssen sie Informationen zur genauen Formationssteuerung austauschen. Bei diesem Austausch würde eine hohe Latenz eine unerwünschte Relativbewegung in der Formation verursachen. Daher erfordern kooperierende FTF eine zuverlässige Kommunikation mit geringer Antwortzeit – oftmals bezeichnet als ultra Reliable Low Latency Communication (uRLLC). Voraussetzung für den zuverlässigen Ein- SDN Switch SDN Switch SDN Switch SDN Switch satz entsprechender Systeme ist deren Betrieb außerhalb eines interferenzreichen Spektrums. Sichtbares Licht ist solch ein interferenzarmes Spektrum. 10 f+h 2021/06 www.foerdern-und-heben.de

Nächste Messe: 08.03.-10.03.2022 LogiMAT 02 Die Anordnung von modularen VLC-Schnittstellen und den Sende-/Empfangseigenschaften der Module erzielt eine 360°-Abdeckung VLC-Sender (1 Kanal) VLC-Modul > 120° VLC-Empfänger (4 Kanäle) Abdeckungsbereich AGV top view Das nach da? Läuft. VLC + WIFI = ZUVERLÄSSIG, SCHNELL + HOHER DURCHSATZ Als Kommunikationstechnologie hierfür wählte SEW-Eurodrive Visible Light Communication (VLC). VLC ist ein drahtloses Peer-to-Peer-Kommunikationssystem für kurze Reichweiten im Frequenzbereich von 400 bis 800 THz (750 bis 375 nm) und sorgt für die Kommunikation zwischen kooperierenden, benachbarten FTF mit niedriger Latenz. Weil neben dieser lokalen Kommunikation auch eine globale Kommunikation mit hohem Durchsatz erforderlich ist, werden die FTF mit zwei Kommunikationsschnittstellen ausgerüstet. Eine zusätzliche WiFi-Schnittstelle übernimmt die Kommunikation mit der Infrastruktur und ist für andere allgemeine Zwecke zuständig. Aus dieser Lösung ergibt sich eine weitere Herausforderung – die Entscheidung, welche Pakete an welche Schnittstelle gesendet werden sollen. Ziel ist die Vermeidung von Schnittstellenwechseln, die zu Latenzspitzen führen. Dafür ist die Implementierung eines Routing-Verfahrens vonnöten, das die Anzahl der Übergaben zwischen dem WiFi-Netzwerk und dem VLC-Netzwerk minimiert. NETZWERKOPTIMIERUNG DURCH LOKALE CLUSTER Aus kooperierenden FTF werden lokale Cluster erstellt, die für die Kommunikation innerhalb des Clusters VLC verwenden sowie WiFi für die Kommunikation mit anderen Teilnehmern. Die Entscheidung, welche Pakete über welche Verbindung gesendet werden, trifft ein SDN-Switch. Diese Netzwerksteuerung ermöglicht das Routing auf Grundlage von globalen Systeminformationen wie kooperativen Aufgaben, deren Dauer und Teilnehmern. Die Steuerung des Netzwerks mithilfe von SDN hat dabei den Vorteil, dass sich diese globalen Kenntnisse über die FTS-Flottensteuerung nutzen lassen, um das Routing zu planen. Interferenzen zählen zu den größten Herausforderungen für die Kommunikation innerhalb dichter Netzwerkcluster. Da Lichtsignale jedoch durch die Netzwerkteilnehmer selbst vollständig blockiert werden, verringert dies die effektive topologische Dichte und führt zu interferenzarmer Kommunikation. IMPLEMENTIERUNG MIT WEISSEN LED-ARRAYS Die ausgewählte VLC-Schnittstelle, eine proprietäre Implementierung durch SEW- Eurodrive, verwendet ein Array aus weißen LEDs zur Übermittlung des Signals und vier unabhängige Empfänger. Jedes FTF ist mit vier VLC-Modulen mit einem Öffnungswin- Wir beraten Sie gerne. www.haro-gruppe.de

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