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Erschienen in QZ, Qualität & Zuverlässigkeit 7 / 2009 Messdaten drahtlos per Funk übertragen Leinen los!
Gut, wenn in der Qualitätssicherung alle „auf Draht“ sind. Weniger gut, wenn dabei Kabelsalat produziert wird. Bei stationären Messgeräten ist das meist unvermeidliche Gewirr von Stromkabeln, Verbindungsstrippen und Datenleitungen noch relativ leicht zu zähmen. Kabelbinder und -kanäle sorgen hier für gewisse Ordnung und fixieren die Leitungen an Ort und Stelle. Ganz anders sieht das allerdings beim Einsatz von mobilen Messgeräten, und dabei vor allen von digitalen Handmessmitteln, aus. Sollen die von ihnen erfassten Daten an einen Rechner übertragen werden, entstehen fast zwangsläufig Leitungsprobleme. Weniger was die Datenübermittlung angeht, als die Organisation und das Schadens- sowie Unfallrisiko am Arbeitsplatz. Nach wie vor erfolgt bei den meisten Anwendungen die Datenübermittlung von digitalen Handmessmitteln zum Rechner über eine Kabelverbindung. Diese Vorgehensweise ist kostengünstig und für die Datenübertragung relativ sicher und etabliert. Ungeachtet dessen ist jedoch jedes mehr oder weniger frei im Raum verlaufende Kabel ein Handicap. Vor allem dann, wenn sich dort Personen oder Maschinen bewegen. Eine Strippe wird da schnell zum Fallstrick. Auch für das Messgerät selbst ist ein lose im Raum verlaufendes Datenkabel nicht ungefährlich. Denn stolpert jemand darüber oder verfängt es sich in einem Arbeitsgerät, wird das angeschlossene Gerät eventuell mitgerissen und beschädigt. Zudem besteht die Gefahr, dass ein Kabel aus dem Datenausgang des Messgeräts ausreißt und selbst zerstört wird. Diese Gefahren lassen sich auch nur schwer umgehen. Denn schließlich ist es häufig gerade Sinn und Zweck des verkabelten Handmessmittels, an einem Einsatzort innerhalb eines gewissen Aktionsradiuses eingesetzt zu werden – also Beweglichkeit zu garantieren. Das sichere Fixieren seiner Datenleitung wäre also geradezu kontraproduktiv. Nähe und Distanz sind problematisch Zumindest unschön und unübersichtlich wird die Kabellösung auch beim gleichzeitigen Einsatz mehrerer Messgeräte an einem Messplatz. Hier kommt es schnell – etwa bei Messvorrichtungen mit vielen Uhren – zum chaotischen Strippengewirr, selbst wenn der Daten erfassende Rechner in unmittelbarer Nähe steht. Im gegenteiligen Fall – bei großer Distanz zwischen Messgerät und Rechner – tauchen dagegen bei einer Kabelverbindung unter Umständen technische und organisatorische Probleme auf. Über kurz oder lang wird das Signal zu schwach, um den drahtigen Weg zu bewältigen. Dies ist je nach System bei etwa 15 Metern Kabellänge der Fall. Soll ein noch weiterer Weg überbrückt werden, stößt man an technische Grenzen. In jedem Fall ist es höchst unkomfortabel, sich mit kabelgebundenen Geräten um ein großes Werkstück zu bewegen oder im Wareneingang Stolperfallen mit Signalleitungen aufzubauen. Alles in allem bleibt festzustellen: Die Datenübertragung von digitalen Handmessmitteln via Kabel ist nicht der Weisheit letzter Schluss und sogar mit erheblichen Risiken verbunden. Es spricht also eigentlich vieles dafür, sich unter Umständen eine Alternative für diese Form des Messdatentransfers zu suchen. Zumal eine leistungsfähige Alternative verfügbar ist: die drahtlose Datenübertragung per Funksystem. Entfesselte Messdatenübertragung Mit diesen Systemen lösen sich die Nachteile der Kabelverbindung im wahrsten Wortsinn in Luft auf. Mehr sogar: In vielen Belangen ist die funkgestützte Datenübertragung der Kabellösung überlegen. Sie ist komfortabler, effektiver und flexibler. Im Aufbau unterscheiden sich die Funksysteme der verschiedenen Anbieter nur unwesentlich. In der Regel bestehen sie aus einem am Messgerät zu befestigen Sender und einer Empfangseinheit, die mit dem Rechner verbunden wird. Auf diesem Wege lassen sich die vom Messgerät erfassten Werte in Standardprogramme wie Excel oder WordPad importieren und meist auch in weitere spezialisierte Statistikprogramme. Käufer sollten darauf achten, dass das ins Auge gefasste Funksystem flexible Datenformate liefert, um schon vorhandene Software mit Daten versorgen zu können. Der Verzicht auf eine Kabelverbindung verschafft dem Anwender ein enormes Maß an Bewegungsfreiheit – auch die Übertragungsdistanz betreffend. Leistungsstarke Funksysteme wie etwa U-WAVE von Mitutoyo erzielen mühelos Reichweiten von 20 Metern. Dieses System verwendet zudem den Frequenzbereich des 2,4-GHz-Bandes, das sich zum Vermeiden von Funkinterferenzen beim gleichzeitigen Einsatz mehrerer Empfänger oder anderer Komponenten in Kanälen zwischen 2,405 GHz und 2,475 GHz einstellen lässt. Bis zu 100 Messgeräte an einem Empfänger Die Kombinationsfreude der funkgestützten Systeme ist ohnehin bemerkenswert. So können zum Beispiel bei U-WAVE bis zu 100 Messgeräte mit einer einzigen Empfängereinheit verbunden werden. Zudem lassen sich über einen handelsüblichen USB-Hub insgesamt 16 Empfänger an den PC koppeln. Vergleicht man diese „gebündelte“ Leistungsbereitschaft mit den Möglichkeiten einer Kabelverbindung via Interface-Box, wirkt letztere geradezu bescheiden. Sind alle Kanäle der Box mit den Kabeln verschiedener Messgeräte belegt, ist man gezwungen, den Aufbau mit neuen Interface-Boxen zu erweitern. Die Unabhängigkeit vom letztlich doch bindenden Kabel sowie die sehr komfortable und leistungsstarke gleichzeitige Verwaltung von vielen Messgeräten sind bereits Gründe genug, der Funkübertragung von Messdaten den Vorzug zu geben. Natürlich fallen die Investitionskosten im Vergleich zur Kabellösung etwas höher aus. Andererseits zeigen die Funksysteme aber erfreuliche Wirtschaftlichkeit im Einsatz. So absolviert U-WAVE mit einer einzigen Batterielebensdauer rund 400.000 Datenübertragungen bis zu einer Reichweite von 20 Metern. Ein Wert, den man beim Vergleich verschiedener Systeme durchaus im Auge haben sollte. Worauf wäre noch zu achten? Zum Beispiel auf die Fähigkeit der Sendeeinheit, die erfolgreiche Datenübertragung zu signalisieren. Dies kann durch einen Signalton oder eine optische LED-Anzeige erfolgen und erhöht die Prozesssicherheit um ein Vielfaches. Ein Sicherheitsaspekt des Funkkonzepts, der übrigens bei einer Kabelverbindung erst gar nicht realisiert werden kann. Zumindest für Anwender die ihre digitalen Handmessmittel in besonders rauem Arbeitsumfeld oder in Bearbeitungsmaschinen einsetzen, ist ein hoher IP-Schutz der Sendeeinheit von Bedeutung. Wirkungsvoll staub- und strahlwasserresistente Geräte sollten auf jeden Fall der Schutzart IP67 entsprechen. Als besonders praxisorientiert und kostensparend erweist sich letztlich die Unterteilung von Kabel und Sender in zwei separate Bauteile. Möchte man einen Sender mit verschiedenen Messgeräten einsetzen, kann man durch Tausch lediglich des Anschlusskabels sehr flexibel reagieren. Sind alle diese Voraussetzungen erfüllt, steht einer wahrhaft entfesselten, sicheren Messdatenübertragung per Funk nichts mehr im Wege.
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