Steuerungstechnik
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Elektrotechnik
Fernwirksystem mit zentralem Datenserver
ep4/2006, 2 Seiten
Wachstumsmarkt Fernwartung Fernwartung ist ein Wachstumsmarkt. Die Branche rechnet mit jährlichen Zuwachsraten im zweistelligen Prozentbereich. Der gesamte so genannte Remote-Service-Markt soll sich in den nächsten fünf Jahren auf ein Volumen von über 50 Mrd. Euro Umsatz steigern. Dazu gehören Soft-und Hardwareprodukte ebenso wie Serviceeinsätze und Problemanalysen. Von solch viel versprechenden Wirtschaftsprognosen hat der Anwender jedoch nur wenig, da sich die heute üblichen Fernwartungskonzepte keineswegs immer so reibungslos und kostengünstig in die Praxis umsetzen lassen, wie es auf den ersten Blick scheint und wünschenswert wäre. So können beispielsweise unterschiedliche Technologien häufig nur bedingt miteinander kooperieren. Das erschwert die Auswahl für den Anwender, vor allem, wenn er auch langfristig auf der zukunftssicheren Seite bleiben und flexibel auf sich ändernde Gegebenheiten und Anforderung reagieren will. Bei der Realisierung jedes Fernwartungskonzepts müssen deshalb sowohl technologie- als auch anwendungsbezogene Entscheidungskriterien berücksichtigt werden. Zu den wichtigsten gehören hier z. B. die Verfügbarkeit und Menge der Daten, die Anforderungen an ihre Aktualität, die Anzahl der Teilnehmer, die verfügbaren Netzwerke, die Art der Adressierung (z. B. feste oder dynamische IP-Adresse) sowie natürlich auch die Kosten und die Eigenschaften der einzusetzenden Hard- und Software. Um webbasierte Dienste wird dabei langfristig niemand herumkommen. Schließlich bietet die Internettechnik gute Grundlagen für auf Fernbedienung ausgelegte Visualisierungs-und Bediensysteme. Browser oder Werkzeuge zum Erstellen von HTML-Dokumenten gehören heute zur Grundausstattung jedes Rechners und auch die meisten Mobiltelefone sind heute internetfähig. Allerdings haben sich bei den am Markt üblichen webbasierten Systemen auch systembedingte Nachteile herauskristallisiert: Zwar ist durch den Einsatz von VPN (Virtual Private Network) die Datensicherheit inzwischen ausreichend. Aber nachteilig ist die normalerweise übliche feste IP-Adresse, über die sich die einzelnen Teilnehmer identifizieren müssen. Sie muss dem Client bekannt sein, damit eine Kommunikation möglich ist. Vor allem, wenn über unterschiedliche Endgeräte (Rechner, Modem mit OPC-Server, Funksender) auf die einzelnen Teilnehmer zugegriffen werden soll, wird das Verfahren zunehmend komplizierter. Von schnellem, reibungslosen Zugriff und Datenaustausch ist dann häufig nicht mehr die Rede, zumal oft die notwendigen Infrastrukturen fehlen. Oft sind auch die Kommunikationskanäle limitiert, sodass nicht von mehreren Stellen aus gleichzeitig auf die gleichen Teilnehmer zugegriffen werden kann. Je nach Art der Verbindung können zudem die Kosten beachtlich sein. Besonders teuer schlagen GSM-oder GPRS-Verbindungen zu Buche, hauptsächlich wenn größere Datenmengen übertragen werden müssen. Cellular Explorer und TPRS-Routing Bei seinem neuen Fernwirkkonzept CEX (Cellular Explorer) und dem so genannten TPRS-Routing geht der Visualisierungs- und Bedienspezialist Exor deshalb einen anderen Weg: CEX ist eine offene Systemlösung für Fernwartung und Datenerfassung, die es autorisiertem Personal erlaubt, von praktisch jedem beliebigen Ort mit bis zu 5000 Ferneinheiten zu kommunizieren. Dabei werden UMTS, GPRS, CDMA und X1-Modem ebenso unterstützt wie Ethernet, ADSL oder DSL. Das System nutzt als physikalisches Medium das Internet. In seinem logischen Aufbau unterscheidet es sich jedoch von anderen webbasierten Lösungen (Bild ). Üblicherweise werden die in der Anlage anfallenden Daten vom OPC-Server der Anlage gesammelt, internetfähig umgesetzt und stehen dann auf dem Webserver der Anlage für den webbasierten Zugriff zur Verfügung. Wer auf die Anlage zugreifen will, muss die IP-Adresse kennen. Eine VPN-Verbindung ist obligatorisch, um die notwendige Sicherheit zu garantieren. Bei CEX dagegen ist beides nicht notwendig. Logische Schaltstelle einer jeden Datenverbindung ist nicht ein vor Ort platzierter Webserver, sondern ein zentraler Server. Auf ihm sind die Daten aller Kommunikationsteilnehmer eines Projektes hinterlegt und hier wird die Adressierung verwaltet. Die bis zu 5000 Fernteilnehmer sind damit über ihr eigenes CEX-Netzwerk verbunden. Sie übertragen ihre Daten auf beliebigem Weg an den Server. Wer auf die Daten zugreifen will, stellt - wiederum auf beliebigem Weg - die Verbindung zum Server her, der alles Weitere abwickelt, z. B. die entsprechenden Daten an eine Steuerung weiterleitet oder von einem Sensor anfordert, je nach Definition über Internet, GMS, GPRS oder DSL. Verschiedene Gerätetypen und Netzwerktopologien können bei diesem Alias-Konzept miteinander kommunizieren. Da der Server immer nur geänderte Daten überträgt, ist der Datenfluss gering, was die Verbindungspreise reduziert. Installation im Plug-and-Play-Verfahren Für die Installation wird lediglich die entsprechende CEX-Hard- und -Software für die Fernteilnehmer benötigt. Weitere Komponenten sind nicht erforderlich, beispielsweise ein PC für die Inbetriebnahme. Die Module melden sich selbstständig bei ihrem Server an. Für die Inbetriebnahme müssen beim TPRS-Routing - ebenso wie beim späteren Betrieb - keine Ports geöffnet werden. Das heißt, bei einer Firewall muss der Betreiber für das Fernwartungssystem keine Einstellungen verändern. Für die Kommunikation mit dem vor Ort vorhandenen Automatisierungssystemen sorgt eine große Vielfalt an Treibern und Gateways. Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 4 322 AUS DER PRAXIS Fernwirksystem mit zentralem Datenserver Die Bedeutung von Fernüberwachungs- und Fernwirksystemen in Industrie- und Gebäudeautomatisierung nimmt ständig zu. Der Informationsaustausch und rechtzeitige Alarmmeldungen bei Störungen bilden wichtige Pfeiler automatisierter Abläufe. Mit einer neuen Lösung lassen sich Fernwartung und Datenerfassung vergleichsweise einfach und flexibel gestalten. Logische Schaltstelle jeder Datenverbindung ist ein zentraler TPRS-Server Kurze Reaktionszeiten sind bei dieser Pumpstation auch dann erforderlich, wenn das Bedienpersonal gerade nicht vor Ort ist. EP0406-320-325 22.03.2006 8:32 Uhr Seite 322 Falls gewünscht, kümmert sich der Hersteller um die Verträge mit Provider und Mobilfunkanbietern. Man erhält dann sein Fernwartungssystem als „schlüsselfertige“ Lösung. Trotzdem bleibt der Anwender flexibel. So lassen sich bei den CEX-Modulen beispielsweise die SIM-Karten bei Bedarf austauschen. Zukünftig wird es entsprechende Module für die Fernteilnehmer sogar als Embedded-Lösung geben - basierend auf dem leistungsfähigen Controller SC143 der Fa. Beck. Eine Maschinensteuerung, aber auch eine Pumpe o. ä., kann dann ohne weitere Zusatzgeräte mit dem zentralen Server kommunizieren. Für die Zukunft ist außerdem geplant, den TPRS-Server mit Webserver-Funktionalität auszustatten. Für die Fernbedienung lassen sich dann die üblichen Internet-Lösungen nutzen wie Browser oder Java-Applets. Anwendungsspektrum Bereits heute wird das System in zahlreichen Applikationen erfolgreich eingesetzt (Bilder bis ). Zu den typischen Einsatzbereichen gehören Wasser- und Abwasseranlagen ebenso wie Pumpwerke oder die Beobachtung und Abfrage von Wasser- und Hochwasserständen. Auch der Einsatz bei Windkraftanlagen oder die Steuerung von Straßenbeleuchtungen, Aufzügen oder Transformatorstationen ist realisierbar. Unterstützt wird die Hardware des Systems durch eine komfortable Visulisierungssoftware. Da die einzelnen Teilnehmer vor Ort keinen Webserver benötigen, bietet das System auch für mobile Anwendungen gute Voraussetzungen, z. B. in Containerhäfen. Schiffe und Hafenstation können über das TPRS-Routing-Konzept miteinander kommunizieren. Die Daten der Schiffe werden auf dem TPRS-Server zusammengefasst. Um Daten auszutauschen, muss nicht zu jedem Schiff einzeln eine Verbindung hergestellt werden, sondern nur zum Server, denn dieser hat Zugriff auf alle Schiffe. C. Müller Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 4 Fernwartungslösung in der Gebäudeleittechnik Auch diese Mischanlage wird fernüberwacht Fotos: Exor EP0406-320-325 22.03.2006 8:32 Uhr Seite 323
Autor
- C. Müller
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