Mobile Computing

Der Autor: Benedikt Eckert Produktbetreuer Mobile Computing, Bartec

Bei der Herstellung von chemischen oder pharmazeutischen Erzeugnissen werden diverse Grundstoffe gemäß vorgegebener Rezepturen in speziell dafür ausgelegten Anlagen miteinander vermengt und zum Reagieren gebracht. Hierbei besteht die Notwendigkeit, die Rezeptur sehr exakt einzuhalten, um das gewünschte Produkt zu erhalten. Die zeitnahe Verfügbarkeit der relevanten Daten direkt in der Produktion ist hierzu unbedingt erforderlich.

Die Datenfunktechnologie wird sowohl bei der Lagerentnahme, beim Starten eines Transportauftrags, beim Beenden desselben als auch beim späteren Abfüllen des fertigen Produkts eingesetzt. Die Dokumentation der bei der Herstellung zu verschiedenen Zeitpunkten getätigten Arbeitsschritte erfolgt mit mobilen Computern. Dies ermöglicht auch die Chargenrückverfolgung. Die Gebinde mit den Stoffen sind jeweils mit Barcodes versehen, die mithilfe der mobilen Geräte gelesen werden. Am Bildschirm des Gerätes hat der Bediener Softwaremasken zur Verfügung, mit deren Hilfe er aus dem ERP-System SAP die Warenbewegungen eingeben kann. SAP macht regelmäßige Bedarfsermittlungen und bestellt die Waren bei den Lieferanten automatisch nach. Bei Anlieferung werden Wareneingangskontrolle und Einlagerung ebenfalls mittels der mobilen Geräte durchgeführt.

In der vorliegenden Applikation wurden als Endgeräte die mobile Computer MC 95xxex-NI von Bartec für den Einsatz in der Zone 1 des explosionsgefährdeten Bereiches eingesetzt. Diese sind nach Atex und UL zertifiziert. Die Geräte der Serie MC 95xxex-NI bieten Datenerfassung, sowohl pen- als auch tastaturorientiert, mit verschiedenen Tastenkonfigurationen. Das große hintergrundbeleuchtete 3,8“-, ¼-VGA-Colour-Display ist sehr gut lesbar. Die verwendete Touch-Screen-Technologie bietet zusätzlichen Bedienkomfort. Die integrierte Miniatur-Scan-Engine sorgt für leistungsstarkes Erfassen von Barcodes, sogar bei starkem Sonnenlicht, und ermöglicht Leseentfernungen bis zu 10 m. Durch ihre robuste Bauweise überstehen Geräte dieser Serie Stürze auf harten Boden aus 1,20 m Höhe. Austauschbare Lithium-Ionen-Batterien sorgen für maximale Betriebszeit. Sie können im Temperaturbereich von -20 bis +40 °C genutzt werden.

Die Anbindung der mobilen Geräte in der Anlage erfolgt mittels der VT-220-Emulation an das SAP R3. Somit steht dem Anwender vor Ort die für seine Arbeit benötigte Funktionalität von SAP zu Verfügung. Die Softwaremasken ähneln den SAP-Masken auf normalen Bildschirmen, um dem Bediener die Nutzung zu erleichtern.

Bei den eingesetzten Access Points AP 100, die in der Ex-Zone 1 installiert wurden, sind Flach-antennen in ein nach Zündschutzart EEx d zugelassenes Metallgehäuse eingebaut. Der Deckel des druckfest gekapselten Gehäuses besitzt eine Glasscheibe. Trotz der Dämpfung durch die Scheibe und das Metallgehäuse ist die Funktionalität sichergestellt. Externe, für den Ex-Bereich zugelassene, Stabantennen wurden in sehr langen Gängen oder mit Regalen gefüllten Lagerräumen eingesetzt, wo die Funkabdeckung nicht ausreichend war.

In den Produktionshallen und Freiflächen musste zuerst eine Funkmessung durchgeführt werden, bei der festgelegt wurde, wo Access Points angebracht wurden. Kriterien hierbei waren die Funkausbreitung, die örtliche Gegebenheit und die Verkabelungsmöglichkeit. Da der Bereich als Ex-Zone 1 klassifiziert ist, galt es, weitere Punkte zu beachten. Für die Messung müsste mit explosionsgeschützten Messgeräten gearbeitet werden. Es war jedoch ein sogenannter Feuerschein vorhanden, der besagt, dass zu der angegebenen Zeit eine explosive Atmosphäre vorherrscht. Dies wurde zusätzlich mit einem Gaswarngerät abgesichert. Das Funkmesspersonal musste darüber hinaus noch Sicherheitsschuhe, Schutzbrille, Schutzhelm und schwer entflammbare Kleidung tragen, während es sich im Ex-Bereich aufhielt.

Die Funkübertragung basiert auf dem Wireless Switch WS 5100 von Motorola, der über anwendungsspezifische Software-Tools für Datensicherheit, Netzwerkmanagement und für Wireless Connectivity verfügt. Er ist mit den Access Points im Feld über LWL bzw. Kupferkabel verbunden und steuert die Kommunikation, sowohl mit den mobilen Endgeräten als auch mit dem übergeordneten SAP-System. Er ist gewissermaßen das Gehirn des Systems, in ihm ist durch Software die Intelligenz untergebracht. An einem WS 5100 können bis zu 48 Access Points angeschlossen werden. Jeder WS 5100 hat einen Back-up Switch, der bei Ausfall des WS 5100 binnen Sekunden dessen Arbeit übernimmt und somit die Verfügbarkeit des Systems sicherstellt.

Der WS 5100 bietet anwendungsbezogene Sicherheit für die Standards IEEE 802.11b, 802.11a, 802.11g serienmäßig an. Zudem stellt er eine intelligente Lösung zur Anpassung an 802.11b und 802.11a Standards dar. Durch die Möglichkeit, ein VLAN (Virtual LAN) zu bauen, sowie durch regelbasierte Netzwerke, kann das System die Bandbreite des Datenfunks, die Sicherheitsbestimmungen und die Netzwerkdienste für Geräte, Anwender, Applikationen und Standorte vergeben – das alles von einem einzigen Zugangsport aus. Im Standard IEEE 802.11 wird eine Verschlüsselung nach dem RC4-Algorithmus beschrieben. Zur Verschlüsselung der Daten wird ein 64-Bit-Schlüssel verwendet, der sich in einem geheimen 40-Bit-Schlüssel und einen 24-Bit-Initialisierungsvektor (IV) aufteilt. Motorola bietet seinen Kunden zusätzlich eine 128-Bit-Verschlüsselung an, die sich in einen geheimen 104-Bit-Schlüssel und einen 24 Bit IV gliedert.

Um die Datensicherheit zu erhöhen, ermöglicht der Standard nach IEEE 802.11(b) dem Benutzer, vier geheime Schlüssel zu definieren. Das mobile Endgerät muss sich beim Roaming (dem Wechsel von einem Access Point zum nächsten) dem vorgegebenen Schlüssel des neuen Access Points anpassen.

Unter Leitung von Bartec begann das Projekt mit der Durchführung der Funkmessung. Im Site-Survey-Report wurde das spätere Wireless LAN dokumentiert. Bartec hat die komplette Hard- und Software innerhalb kurzer Zeit geliefert und das Funknetz gemäß den Kundenanforderungen konfiguriert und in Betrieb genommen.

Halle 4A, Stand 435

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