Draadloze ethernetoplossing tot honderden meters diep

PROFINET is vandaag de onbetwiste standaard voor industrieel ethernet. Het opzetten van een optimale PROFINET-infrastructuur blijft echter alsnog een op-maat-verhaal. Niet zelden is de kabel dan zelf een limiterende factor, en dringen zich draadloze oplossingen op. Hoe dit zonder performantieverlies kan, bewijst het DATAEAGLE systeem van HELMHOLZ. De DATAEAGLE maakt het mogelijk om via PROFINET of PROFISAFE draadloos te communiceren zonder extra configuratie. 

Een mooi voorbeeld is de draadloze PROFIsafe en PROFINET verbinding die werd toegepast bij de renovatie van de Arlberg snelwegtunnel in Oostenrijk. 

De tunnel werd in 1978 geopend en is met zijn 14 kilometer lengte de langste autotunnel van Oostenrijk. Hij vormt ook de veiligste verbinding tussen Tirol en Vorarlberg.  

De jongste renovatie is uitgevoerd met als doel de globale veiligheid van de tunnel te verbeteren. Hierbij vormde de nieuwe automatisering van de onderhoudslift naar de enkele honderden meters diepe ventilatieschachten een belangrijk hoogtepunt. 

Bovendien kwamen er extra en verkorte vluchtroutes, nieuwe verlichting, thermische scanners ten behoeve van vrachtwagens, en een omvangrijke modernisering van de ventilatiesystemen bij kijken. 

De luchtverversing in de tunnel gebeurt via twee ventilatiecentra bij de tunnelportalen en twee verticale ventilatieschachten: de ‘Maienwasen’-schacht aan de Tiroolse kant heeft een diepte van 273 meter, en de ventilatieschacht ‘Albona’ aan de Vorarlberg-zijde heeft een diepte van maar liefst 736 meter. Beide schachten hebben elk een diameter van ongeveer
8 meter en omvatten ventilatoren die de aan- en afvoer van lucht verzorgen. Ook bevindt zich in deze schachten een personenlift voor het onderhoudspersoneel.  

Voor de communicatie tussen de bedieningselementen en de liftkooi werd in het verleden gebruikgemaakt van kabels die op een trommel op- en afgerold werden. Door de afstanden van honderden meters zorgden deze kabels voor zowel hoge kosten als een uiterst intensief onderhoud. Een draadloze oplossing drong zich op. 

Voor de nieuwe besturing van de personenliften werd daarom gebruikgemaakt van een S7 F-PLC en remote IO.  Alle componenten zijn in failsafe op basis van PROFIsafe uitgevoerd. Tegelijk wordt PROFINET gebruikt als communicatietechnologie.

Er werd bij de keuze van de radiotechnologie vertrouwd op de DATAEAGLE oplossing, die zich al in veel andere projecten bewezen had. Dit type robuuste, draadloze oplossing vormt immers een krachtig alternatief voor bedrade systemen, en blinkt ook uit in beschikbaarheid. Bij een eventuele onderbreking kunnen er bovendien geen gevaarlijke situaties ontstaan, wat voor deze toepassing een belangrijke troef vormt. 

In het bewuste project werden modules van het type DE 4712 gebruikt. Deze versie ‘begrijpt en spreekt’ PROFIsafe via PROFINET en gebruikt bluetooth als radiotechnologie. Het bereik bedraagt – afhankelijk van de omgevingskenmerken – vele honderden meters. Hiermee wordt in de huidige toepassing veilig een afstand van ruim 700 meter in de Albona-schacht overbrugd. 

De gevoeligheid voor mogelijke interferentie vanwege andere apparaten is over het algemeen erg laag dankzij het toepassen van Adaptive Frequency Hopping, of AFH. In het basisstation en op de cabine werden bovendien krachtige richtantennes  gebruikt. 

Het gebruik van deze radiotechnologie is een krachtige probleemoplosser, omdat het enerzijds zorgt voor een optimale bedrijfszekerheid en er anderzijds merkelijk lagere onderhoudskosten tegenover staan.  

Dankzij de uitgevoerde modernisering zijn de systemen  weer ‘state of the art’ en garanderen ze nog optimaler de veiligheid van de medewerkers. Het gebruik van radioverbindingen via PROFINET heeft trouwens nog een extra toegevoegde waarde voor toekomstige IIoT-toepassingen: het biedt namelijk mogelijkheden voor het aansluiten van moeilijk bereikbare sensoren en zelfs het verbinden hiervan met de cloud is nu zonder meer mogelijk.

En tot slot: het inzetten van DATAEAGLE limiteert zich niet tot louter PROFINET alleen. De draadloze oplossing is ook beschikbaar voor andere protocollen, zoals PROFIBUS en CAN-netwerken.