Industrial Wireless Communication

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iFeatures – industrielle Zusatzfunktionen für drahtlose AnwendungenIndustrial Wireless LAN

BroschüreAusgabe03/2019

© Siemens AG 2019

Die Anforderungen an industrielle Netzwerke nehmen im Zuge der Digitalisierung stetig zu. Drahtlose Kommunika-tion über Industrial Wireless LAN (IWLAN) ist als Lösung schon in vielen Applikationen im Einsatz. Beispielsweise bei mobilen Netzwerkteilnehmern wie fahrerlosen Trans-portsystemen (AGV) oder bei Krananwendungen. Nicht nur die Hardware, sondern auch die Software der Netzwerkkomponenten muss für den Einsatz in der Indus-trie besonderen Anforderungen genügen. Die IWLAN-Pro-duktfamilie SCALANCE W eignet sich perfekt dafür! Die von Siemens für die Industrie entwickelten iFeatures sind hier die Lösung: Diese cleveren Zusatzfunktionen können als Software – auch nachträglich – auf unter-schiedlichen IWLAN-Access Points und Client Modules aktiviert werden. Über KEY-PLUGs oder CLPs, die in die Geräte gesteckt werden, lassen sich die gewünschten Zusatzfunktionen komfortabel freischalten.

iFeatures für besondere Herausforderungen

Vorteile der iFeatures im Überblick

◾ Zuverlässige Echtzeitkommunikation mit SCALANCE W-700 (sogar mit PROFIsafe)

◾ Hohe Verfügbarkeit über stoßfreie Redundanz ◾ Sichere IWLAN-Kommunikation

Echtzeitkommunikation

Industrial Point Coordination Function (iPCF) und indus-trial Point Coordination Function-Management Channel (iPCF-MC) für notwendige Deterministik und schnelles Roaming in PROFINET- und EtherNet/IP-ApplikationenSteuerung und Peripherie können im PROFINET-Umfeld nicht zuverlässig über den regulären WLAN-Standard IEEE 802.11 miteinander kommunizieren, weil keine Echtzeitkommunika-tion und Deterministik gegeben ist. Zudem müssen die Roaming-Zeiten beim Wechsel zwischen zwei Funkzellen möglichst schnell sein. Um PROFINET und EtherNet/IP auch über WLAN für die drahtlose Kommunikation mit SCALANCE W-700 zu nutzen, ist das iFeature iPCF für geführte Applikatio-nen bzw. iPCF-MC für frei bewegliche Netzwerkteilnehmer die Lösung.

iPCF für lineare Applikationen Besonders relevant ist diese Zusatzfunktion beispielsweise für Einschienenhängebahnen (EHB). In solchen linear aufgebau-ten Applikationen sorgt der Einsatz des RCoax-Leckwellenlei-ters, statt einer gewöhnlichen Antenne, für eine zuverlässige und permanent gleichmäßige Signalqualität.

Mit dem iFeature iPCF lässt sich der gesamte Datenfluss einer Funkzelle ordnen – dadurch ist die Kommunikation determi-nistisch. Dies wird vom Access Point kontrolliert, der alle Clients einer Funkzelle in zyklischen Abständen abfragt. iPCF ermöglicht zudem den schnellen und zuverlässigen Wechsel zwischen zwei Funkzellen. Dabei können konstante Roaming-Zeiten von deutlich unter 50 ms sichergestellt werden.

iPCF-MC für Anwendungen mit frei beweglichen ClientsiPCF-MC eignet sich besonders für Applikationen mit mobilen, frei im Feld beweglichen Clients, die über PROFINET (und sogar PROFIsafe) oder EtherNet/IP mit der Steuerung kommu-nizieren. iPCF-MC sorgt für die notwendige Deterministik und Echtzeitkommunikation. Anwendungen mit RCoax und direktionalen Antennen sind ebenfalls möglich, jedoch in der Applikation selten.

Wie bei iPCF werden die Clients zyklisch abgefragt (Determi-nistik). Mit dem iFeature iPCF-MC scant der Client die Umge-bung kontinuierlich nach alternativen Access Points. Bei abnehmender Funkqualität kann ein Wechsel zu einem anderen Access Point geplant und sehr schnell erfolgen. Dies gelingt, indem zwei Funkschnittstellen des Access Points gleichzeitig auf unterschiedliche Weise genutzt werden: Eine Funkschnittstelle sendet ein zyklisches Signal (Beacon), während die andere zur Datenübertragung dient.

KEY-PLUG (für W-700) oder CLP (für W-1700)

iFeatures FürAccess Points

FürClient Modules(oder Access Points im Client-Modus)

KEY-PLUG W780 iFeatures

iPCFiPCF-MCiPRPiREF*Inter AP-Blocking*

● ●

KEY-PLUG W740 iFeatures

iPCFiPCF-MCiPRP

●

KEY-PLUG W700 Security

Inter AP-Blocking ●

SCALANCE CLP 2GB W1780 iFeatures

iPRP● ●

SCALANCE CLP 2GB W1740 iFeatures

iPRP●

* iREF und Inter AP-Blocking nur im Access Point-Modus

© Siemens AG 2019

AntenneANT793-4MN

Geh

änge

1

Geh

änge

2

Geh

änge

3

Geh

änge

4

Geh

änge

5

G_I

K10_

XX_3

0171

RCoax Cable

SCALANCE W734

SCALANCE W778

Funkzelle 1

Fahrerloses Transportsystem (AGV)

Funkzelle 2

Client Module SCALANCEW748 mit ANT795-6MN

Client Module SCALANCEW748 mit ANT795-6MN

Client Module SCALANCEW748 mit ANT795-6MN

G_I

K10

_XX

_302

82

SIMATIC S7-1500

SIMATIC HMI

Access PointSCALANCEW788

Access PointSCALANCEW788

SCALANCE XC-200

SCALANCE XC-200

PROFIsafe Industrial Ethernet

SCALANCE XC-200

iPCF-MC für Anwendungen mit frei beweglichen Clients

iPCF für lineare Applikationen

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Industrial Parallel Redundancy Protocol (iPRP) für redundante, zuverlässige IWLAN-KommunikationRäumliche Hindernisse, eine schlechte Funkausleuchtung oder Interferenzen führen oftmals zu Störungen. Auch die Dauer eines Roaming-Vorgangs ist generell nicht absehbar. Diese Faktoren führen häufig zu Kommunikationsabbrüchen.

Bei allen mobilen Applikationen, beispielsweise fahrerlosen Transportsystemen (AGV), können diese Probleme auftau-chen. Bahnanwendungen, bei denen die Client Modules im fahrenden Zug mit den Access Points entlang der Strecke kommunizieren, müssen ebenfalls speziellen Anforderungen standhalten.

Redundanz

G_I

K10_

XX

_301

91

SCALANCEW778-1 M12EEC

3

2

1

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCE W1788-2 M12 EEC

SCALANCEW778-1 M12EEC

SCALANCEW778-1 M12

EEC

SCALANCEW778-1 M12EEC

SCALANCEW778-1 M12EEC

SCALANCEW778-1 M12EEC

Mit dem iFeature iPRP lässt sich die Redundanz-Technologie zur parallelen Nutzung zweier Funkstrecken in drahtlosen Netzwerken einsetzen. Diese Zusatzfunktion ermöglicht redundante Kommunikation über zwei IWLAN-Strecken auch bei bewegten Applikationen. Störungen bei der Datenübertra-gung auf einer Funkstrecke werden durch die parallele Über-tragung auf einer zweiten kompensiert. Wenn sich der Roa-ming-Vorgang verzögert oder aber Interferenzen auftauchen, läuft die Kommunikation zuverlässig über den zweiten Pfad weiter.

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Sichere Kommunikation

Inter AP-Blocking für sichere IWLAN-KommunikationInter AP-Blocking verhindert die Querkommunikation zwi-schen WLAN-Clients. Durch die Definition von sicheren Kom-munikationspartnern und Gateways wird das Sicherheitsrisiko in einer Netzwerkumgebung mit unbekannten Teilnehmern reduziert.

Normalerweise können die mit einem Access Point verbunde-nen Clients mit allen Teilnehmern des Layer 2-Netzwerks kommunizieren. Das kann ein potentielles Sicherheitsrisiko darstellen, weil auch unbekannte und unsichere Netzwerkteil-nehmer auf die eigenen Geräte zugreifen können. Bei sicher-heitsrelevanten Applikationen wird deshalb die Kommunikati-

on zu anderen Knoten im Netzwerk untersagt, um Daten -manipulation und -diebstahl oder Ausfälle zu vermeiden.

Mit dem iFeature Inter AP-Blocking lässt sich die Kommunika-tion der Clients, die mit dem Access Point verbunden sind, einschränken. Diese Security-Zusatzfunktion stellt sicher, dass sich die Clients innerhalb der Netzwerkinfrastruktur nur mit den sicheren, zuvor definierten Access Points verbinden. Lediglich die Geräte, deren IP-Adressen als erlaubte Adressen auf dem Access Point konfiguriert wurden, sind für die Clients erreichbar. Die Kommunikation mit anderen Teilnehmern ist untersagt und wird geblockt.

Funkzelle 1 Funkzelle 3Funkzelle 2

Kommunikation möglichKommunikation nicht möglich G

_IK1

0_X

X_3

0377

SCALANCE W1788

SCALANCE W1788

SCALANCE W1788

Ethernet

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Security-HinweiseSiemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Systemen, Maschinen und Netzwerken unter stützen.

Um Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu implemen tieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen einen Bestandteil eines solchen Konzepts.

Die Kunden sind dafür verantwortlich, unbefugten Zugriff auf ihre Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke zu verhindern. Diese Systeme, Maschinen und Komponenten sollten nur mit dem Unternehmensnetzwerk oder dem Internet verbunden werden, wenn und soweit dies notwen-dig ist und nur wenn entsprechende Schutzmaßnahmen (z.B. Firewalls und/oder Netzwerksegmentierung) ergriffen wurden.

Weiterführende Informationen zu möglichen Schutzmaßnah-men im Bereich Industrial Security finden Sie unter https://www.siemens.com/industrialsecurity.

Die Produkte und Lösungen von Siemens werden ständig weiterentwickelt, um sie noch sicherer zu machen. Siemens empfiehlt ausdrücklich, Produkt-Updates anzuwenden, sobald sie zur Verfügung stehen und immer nur die aktuellen Produktversionen zu verwenden. Die Verwendung veralteter oder nicht mehr unterstützter Versionen kann das Risiko von Cyber-Bedrohungen erhöhen.

Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, abonnie-ren Sie den Siemens Industrial Security RSS Feed unter https://www.siemens.com/industrialsecurity.

Weitere InformationenFunkzulassungen:www.siemens.de/funkzulassungen

PLUGs für Netzwerkkomponenten:www.siemens.de/plugs

Services:www.siemens.de/industrial-networks-services

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