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01-02 | 2017

Mess- & Leittechnik

Mess- & Leittechnik Automatisieren mit Mobilfunk – Industrie 4.G Bild 1: Bei der Aufbereitung von Wasser zur Versorgung von Städten gewinnt die Fernwirktechnik immer mehr an Bedeutung. Der Mobilfunkstandard der vierten Generation LTE (Long Term Evolution) hat sich im privaten Bereich bereits flächendeckend durchgesetzt. Wir profitieren tagtäglich von schnellem Datendurchsatz und hohen Bandbreiten der neuen Technik. Auch für Industrieanwendungen lohnt es sich, den neuen Mobilfunkstandard für Fernwirkanwendungen und Wartungsarbeiten einzusetzen. Im Rahmen der Initiative Industrie 4.0 schreitet die globale Vernetzung von Automatisierungsgeräten in großen Schritten voran. Die weltweit verfügbaren Mobilfunknetze bieten die Möglichkeit, Maschinen und Anlagen schnell und kostengünstig über das Internet oder über geschlossene private Netze (VPN) miteinander zu verbinden – völlig unabhängig, wie weit entfernt diese auseinanderliegen. Um dezentral gelegene und weit verteilte Automatisierungsstationen aus einer Leitstelle heraus überwachen und steuern zu können, gewinnt die Anbindung dieser Stationen über ein Mobilfunknetz im Rahmen der Fernwirktechnik immer mehr an Bedeutung. Fernwirktechnik zur Anbindung von Außenstationen an die Leitstelle Fernwirktechnik als Grundlage zur Anbindung von Außenstationen an die Zentrale und speziell für die Steuerung und Überwachung von Versorgungssystemen gewinnt deutlich an Bedeutung (Bild 1). Aufgrund der rasant voranschreitenden Verstädterung, der steigenden Bevölkerungszahl und der Notwendigkeit, Energie effizienter und gezielter zu nutzen, stehen die Versorgungssysteme für Wasser/Abwasser, Gas und Fernwärme vor großen Herausforderungen. Die Unternehmen und Anlagenbauer müssen diese Systeme zukünftig größer auslegen und dabei einen hohen Qualitätsstandard halten beziehungsweise weiter steigern. Eine wichtige Rolle dabei spielt die Fernwirktechnik zur Anbindung von Außenstationen an die Leitstelle. Wesentlicher Bestandteil bei der Umsetzung einer Fernwirklösung ist die Übertragung der Daten von der Station (RTU, Remote Terminal Unit) zur Zentrale. Aufgrund der hohen Anforderungen an Datenkonsistenz, Zwischenspeicherung im Verbindungsfall oder zeitfolgerichtiger Einordnung der Werte entsteht für den Applikationsingenieur ein hoher Aufwand, wenn dies im Programm umgesetzt werden muss. Um all diese Anforderungen auch bei der Anbindung über Mobilfunk erfüllen zu können, sind also Komponenten notwendig, die zum einen dem aktuellen Stand der Mobilfunktechnik entsprechen und zum anderen die automatisierungsspezifischen Anforderungen kennen und bereits im Produktdesign berücksichtigt haben. Fernwartung – weltweit, sicher und durchdacht Fast alle Maschinenhersteller und Anlagenbauer sind mittlerweile weltweit aktiv und verkaufen ihre Produkte und Leistungen an Kunden in allen Regionen. Aber unabhängig davon, in welchem Land das Geschäft getätigt wird – eines ist immer gleich: Die Kunden legen Wert darauf, dass sie mit dem Kauf des Produkts auch einen schnellen und kompetenten Service garantiert bekommen, durch den auftretende Probleme in der Maschine oder der Anlage ohne große Verluste für ihr Geschäft erkannt und behoben werden können. Diese Wartungsleistungen können für den Hersteller beziehungsweise Anlagenbauer zu einer langwierigen und kostspieligen Angelegenheit werden. 44 UmweltMagazin Januar - Februar 2017

Mess- & Leittechnik Bilder: Siemens Bild 3: LTE-Anbindungen für alle Simatic- S7-basierten Automatisierungsgeräte. Bild 2: Mit LTE lassen sich auch abgelegene Brunnen in ländlichen Gegenden, Silos oder Kläranlagen kontinuierlich überwachen. Besonders wenn es sich um Maschinen und Anlagen handelt, die in schwer zugänglichen Gebieten eingesetzt werden, kann bereits ein einfacher Serviceeinsatz zum Großprojekt ausarten. Eine durchdachte und sichere Fernwartungslösung hilft in solchen Fällen, eine Menge Geld zu sparen: Wenn der Servicemitarbeiter bereits aus seinem Büro oder vom Laptop über eine Fernverbindung eine Fehleranalyse machen kann, kann er sich gezielt auf den Einsatz vorbereiten. Wenn es sich um einen simplen Fehler behebt er das Problem womöglich sogar ganz ohne Reise und in Minuten aus der Ferne. Für Maschinenhersteller oder Anlagenbetreiber, die einen globalen Wartungsservice für ihre Produkte anbieten möchten, kann eine weltweite Fernwartungslösung auf der Basis von LTE eine optimale Lösung sein. Die Vorteile von LTE Die Datengeschwindigkeit von LTE ist im Vergleich zu dem lange genutzten Datenservice GPRS beim Download von Daten etwa um den Faktor 100 schneller. Dadurch können Wartungszugriffe des Maschinenlieferanten bei einem Kunden auf der anderen Seite des Globus ohne störende Wartezeiten oder Verbindungsabbrüche erfolgen. Auch bei der regionalen Verfügbarkeit erschließt LTE neue Möglichkeiten. Zunächst wurde die Verfügbarkeit an den Orten ausgebaut, die zu den „weißen Flecken“ auf der DSL- und Mobilfunklandkarte gehörten. Dazu hatte die Bundesnetzagentur die LTE-Anbieter bei der Vergabe der entsprechenden Mobilfunkfrequenzen im Frühjahr 2010 verpflichtet. Damit ergibt sich die Möglichkeit, abgelegene Automatisierungslösungen wie zum Besipiel Brunnen, Pumpen oder Kläranlagen über das Mobilfunknetz in die zentralen Leitstellen zur Überwachung und Steuerung einzubinden (Bild 2). Industrial Remote Communication – umfangreiche 4G-Lösungen Siemens erweitert kontinuierlich sein umfassendes Fernwirk- und Fernwartungsportfolio „Industrial Remote Communication“ um die neuesten Mobilfunkstandards. So stehen neben den drahtgebundenen Lösungen über DSL beziehungsweise Ethernet nun auch LTE-Module und -Router für alle Bereiche der Fernwirktechnik zur Verfügung. TeleControl Basic bietet Einsatzmöglichkeiten für kleine Applikationen bis hin zu umfangreichen Anlagen mit maximal 5 000 Fernwirkstationen. Es empfiehlt sich für einfache Überwachungsund Steuerungsaufgaben, für die Übertragung von Prozessdaten, sowie für die Ferndiagnose und Fernwartung und beinhaltet gesicherte Datenkommunikation sowie vollen Fernzugriff für Engineering- oder Wartungsfunktionen. Die Anbindung der Leitstelle an die Außenstation erfolgt über GPRS/Internet. TeleControl Professional stellt ein umfassendes System für Fernwirklösungen mit hohem Automatisierungsgrad dar. Es unterstützt eine Vielzahl an Netzstrukturen, Kommunikationsmedien und Fernwirkprotokollen und ist deshalb für anspruchsvolle Scada-Konzepte in weit verzweigten prozesstechnischen Anlagen geeignet. Beide Lösungen lassen sich unabhängig voneinander einsetzen, aber auch in einem Projekt kombinieren. Teleservice dient zur Ferndiagnose und -wartung von entfernten Maschinen und Anlagen über Wählnetze, Mobilfunk oder Internet. Er trägt wesentlich dazu bei, Reise- und Personalkosten bei Service-Einsätzen einzusparen. Für alle Produkte der Simatic-S7-Automatisierungslösungen besteht die Möglichkeit, über Mobilfunk einen Wartungszugang einzurichten, beziehungsweise Messwerte an eine Leitstelle zu übertragen (Bild 3). Fazit Die Mobilfunktechnik entwickelt sich rasant – getrieben vom privaten Verbrauchermarkt. Mit der Einführung von LTE ist ein großer Technologiesprung bezüglich Datengeschwindigkeit und Flächenabdeckung bereits vollzogen und kann unter den richtigen Rahmenbedingungen auch im industriellen Umfeld für die Anwendungsbereiche Fernwirktechnik und Fernwartung genutzt werden. Siemens bietet eine auf seine Automatisierungskomponenten spezialisierte Anbindung an das LTE an, mit der sich Wartungszugriffe, Messwertübertragungen oder auch Cloud-basierte Analyseverfahren umsetzen lassen. Marc Karpa, Siemens AG, Nürnberg, contact@siemens.com UmweltMagazin Januar - Februar 2017 45

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