DiagnOptiMesh - Erforschung eines Netzwerkdiagnosesystems für den Einsatz der drahtlosen Variante des HART-Standards in der industriellen Automatisierung

Im Vorhaben DiagnOptiMesh werden selbstorganisierende Diagnose- und Optimierungsverfahren für vermaschte Multi-Hop-Feldbusnetze in der industriellen Automatisierung erforscht. Ziel ist ein Funktionsmuster für ein Netzwerkdiagnosesystem speziell für den WirelessHART-Standard.

Zuverlässigkeit und Sicherheit drahtloser Multi-Hop-Feldbusnetze werden durch die physikalische Signalqualität der Funksignale und die Fehler der darüberliegenden Übertragungsschichten bestimmt. Es ist bislang nicht möglich, die relevanten physikalischen Größen im Funknetz zu erfassen, zu analysieren und für die Adaption der Netzwerkkonfiguration durch den Netzwerkmanager zu nutzen. Die dazu notwendigen Funktionen sind zwar ansatzweise im Standard definiert, doch sind die Netzwerkmanager nicht in der Lage, solche Daten zu nutzen. Außerdem fehlen Algorithmen zur Netzwerkdiagnose und -optimierung.

Die Forschungsarbeiten beginnen mit Untersuchungen zur Erfassung der Signale, zur Extraktion der Daten aus dem Funkverkehr und zur Übertragung der Daten zur zentralen Auswerteeinheit. Anschließend werden Komponenten für die zentrale Sammlung und Auswertung der Diagnosedaten entwickelt. Nach Entwicklung/Implementierung der Algorithmen und Module zur Auswertung der Diagnosedaten und Nutzung im Netzwerkmanagement werden realitätsnahe Modul-, Labor- und Feldtests durchgeführt. Alle Komponenten werden aus Gründen der Flexibilität zunächst als reine Softwaremodule realisiert.

Ein modernes Netzwerkdiagnosesystem birgt große wirtschaftliche Chancen:
Weltweit sind derzeit mindestens 30 Mio. HART-Endgeräte im Einsatz, jedes Jahr werden ca. 3 Mio. neue Geräte installiert; rd. 10% davon werden bereits mit WirelessHART-Anbindung betrieben bzw. in Kürze auf drahtlosen Betrieb umgestellt.