GPRS-Kommunikation für einfache Fernwirkaufgaben

Fertigungs- & Maschinenautomation
GPRS-Kommunikation
für einfache Fernwirkaufgaben
Zur Wartung und Steuerung räumlich entfernter Prozesse
und Anlagenteile sind zuverlässige und wirtschaftliche Fern­
wirksysteme notwendig. Ein breites Spektrum an TelecontrolSystemen bietet passende Lösungen mit abgestimmten
Produkten. Für einfache Aufgaben eignen sich Lösungen auf
Basis von Kleinsteuerungen, die bereits als Fernwirkstation
aufgebaut und für die Kommunikation über GPRS optimiert
sind. Siemens bietet dazu das Fernwirksystem „Telecontrol
Basic“ an. Es ist für die industrielle Kommunikation über
GPRS angepasst und vollständig in die Siemens-Automatisie­
rungs­landschaft integriert.
Der große Vorteil von GPRS (General Packet Radio Service) ist die Nutzung der praktisch weltweit vorhandenen Kommunikationsinfrastruktur.
Dadurch sind keine Investitionen für
den Aufbau und den Unterhalt einer
eigenen Kommunikationsanlage erforderlich. Aktuell wird GPRS in mehr
als 220 Ländern über das GSM-Netz
(Global System for Mobile Communications) unterstützt [1]. Durch die nahezu weltweite Verbreitung von GPRS
und die Verwendung von Mobilfunkgeräten, die in den Frequenzbändern
850 MHz, 900 MHz, 1 800 MHz und
1 900 MHz operieren, ist es möglich,
eine einmal erstellte Lösung weltweit
einzusetzen, ohne hardwaretechnische Anpassungen vornehmen zu
Dipl.-Ing. Marc Karpa ist Produkt­
manager Sensors and Communication in der Division Industry Automa­
tion der Siemens AG in Nürnberg.
E-Mail:
[email protected]
Dipl.-Ing. (BEng.) Christian Schwab ist
Produktmanager Sensors and Communication in der Division Industry
Automation der Siemens AG in Nürnberg.
E-Mail:
[email protected]
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Industrial Ethernet
PC-Zentrale
Marc Karpa
Christian Schwab
men führen. Hier muss auf System­
ebene Abhilfe geschaffen werden,
beispielsweise durch entsprechende
Datenpufferung.
Die für die Automatisierung wichtige Funktionalität des bidirektionalen
Datenaustauschs, beispielsweise bei
der Abfrage von Eingangsdaten, wird
durch entsprechende Tunneltechnolo-
PC mit
Telecontrol-Server
Basic
DSL-Router
Tunnel
Internet
GPRS
Station
S7-1200 mit
CP 1242-7
Station
S7-200 mit
MD720- 3
Station
S7-1200 mit
CP 1242- 7
Bild 1. Kommunikation von Fernwirkstationen auf Basis der Simatic-Kleinsteuerung
müssen. Durch die Abrechnung des
paketorientierten Dienstes nach Datenmenge anstelle von der Verbindungsdauer sind die Kosten gut vorhersehbar.
Nachteilig an GPRS ist, dass ein
Mobilfunk-Provider keine Verfügbarkeitsgarantie des Kommunikationsnetzes geben kann. Für Nutzer von
Mobilfunktelefonen sind kurzzeitige
Netzunterbrechungen meist tolerierbar, jedoch kann dies in der Automatisierungstechnik zu größeren Proble-
gien realisiert. Somit besteht virtuell
eine ständige Verbindung von einem
zentralen PC zu einer Fernwirkstation
(Remote Terminal Unit, RTU). Die Vergabe von dynamischen IP-Adressen in
Mobilfunknetzen wird durch feste
Stationsnamen ersetzt, sodass die Geräte immer eindeutig identifiziert werden können.
Vollintegriertes Fernwirksystem
Um den zuvor genannten Nachteilen von GPRS entgegen zu wirken, ist
Heft 1-2/2012 •
Fertigungs- & Maschinenautomation
bieten sich auch FernwirkanwenMaschine bzw. Anlage kann sich der
ein ganzheitlicher Systemansatz notdungen an, bei denen zu mobilen
Servicetechniker in die entfernte Anwendig. Siemens [1] bietet hierfür mit
Teilnehmern kommuniziert wird,
lage einloggen und den Fehler direkt
dem Fernwirksystem „Telecontrol Bawenn eine zentrale Überwachung
beheben oder eine Eingrenzung vorsic“ ein abgestimmtes System an, das
oder Steuerung gewünscht wird,
nehmen. Bei der Inbetriebnahme einer
für die industrielle Kommunikation
beispielsweise bei der Überwachung
Anlage ist es ebenso hilfreich, wenn
über GPRS angepasst und vollständig
man direkt von der Zentrale aus
in die Siemens-Automatisieeingreifen und beispielsweise
rungslandschaft integriert ist
Programm­anpassungen vor(Bild 1).
nehmen kann. In beiden Fällen
Fernwirkstationen bei „Temuss sich der Servicetechniker
lecontrol Basic“ basieren auf
mittels PC über das Internet
den Kleinsteuerungen Simatic
beim Telecontrol-Server anmelS7-1200, die mittels Kommuden und Zugriff auf eine Sta­
nikationsprozessor CP 1242-7
tion verlangen. Der Telecontrolüber Mobilfunk mit der LeitServer prüft die Verbindung zur
stellensoftware „Telecontrol
gewünschten Station und stellt
Server Basic“ (TCSB) kommudann eine Verbindung zwischen
nizieren und Daten zur Überder Station und dem PC des
wachung und Steuerung ausServicemitarbeiters her, wenn
tauschen (Bild 2). Alternativ
dieser die entsprechenden Zulassen sich auch Steuerungen
griffsrechte hat. So kann der
Simatic S7-200 an die LeitServicemitarbeiter von der Zenstelle anbinden, wenn sie
trale aus die gewünschten Warüber das GSM/GPRS-Modem
tungsarbeiten durchführen.
MD720-3 angeschlossen sind.
Werden neben TeleserviceDer TCSB ist durch eine
Funktionen auch Prozess- und
Standleitung direkt mit dem
Steuerungssignale zu den RTU
GPRS-Provider oder permaübertragen, spricht man von
nent über DSL (Digital
Telecontrol. Telecontrol ist der
Subscriber Line) mit dem Inereignisgesteuerte oder zykliternet verbunden. Über den
Bild 2. Die Kleinsteuerung Simatic S7-1200 mit GPRSsche Prozessdatenaustausch in
inte­grierten OPC-Server könCP1242-7 zur Kommunikation über Mobilfunk
weit entfernten Anlagen zur
nen Scada-Clients (Supervioder Übermittlung von Statusdaten
Prozessüberwachung und Prozesssory Control and Data Acquisition)
großer Baumaschinen zur Überwasteuerung. Der Teleservice ist hierbei
auf Prozessdaten zugreifen und diese
chung der lokalen Automatisierung.
ein integraler Bestandteil von Teleändern. Die notwendige DatensicherNeben diesen klassischen Einsatzgecontrol.
heit wird durch entsprechende Verbieten im industriellen Umfeld bieten
schlüsselungsmechanismen erreicht.
Fazit
sich darüber hinaus auch AnwendunDazu wird eine getunnelte Verbingen im industrienahen Umfeld an. Ein
dung vom GSM/GPRS-Gerät zum VerDas Fernwirksystem „Telecontrol
Beispiel stellen Getränkeautomaten
bindungsmanager im Leitstellen-PC
Basic“ von Siemens deckt sowohl den
dar, die mittels Statusdaten ihren Füllaufgebaut. Beide Seiten können über
Teleservice als auch die Telecontrol
zustand an die Lieferzentrale übermitdiesen Tunnel Daten bidirektional
ab. Es eignet sich aufgrund der Nutteln, sodass der Disponent rechtzeitig
austauschen.
zung von Kleinsteuerungen und dem
die Wiederauffüllung planen kann.
Mit dem System „Telecontrol Basic“
Mobilfunkdienst GPRS für kostenOder das System kann zur Videoüberlassen sich kostengünstige Störmeldegünstige Alarmsysteme ebenso wie
wachung in öffentlichen Verkehrsmitanlagen und einfache Fernwirklösunfür einfache Fernwirkanwendungen.
teln eingesetzt werden, um in Gefahgen, wie Überwachungs- und SteueMit dem modularen Konzept auf
rensituationen schneller oder gezielter
rungsapplikationen, in den folgenden
Basis der Kleinsteuerung Simatic S7reagieren zu können.
Bereichen realisieren:
1200 und der Integration ins TIA• Überwachung und Steuerung von
Portal (Totally Integrated Automa­
Mit Teleservice
ortsfesten Stationen, beispielsweise
tion), dem neuen Engineering-FrameZeit und Kosten sparen
bei Wasser-/Abwasseranlagen, zenwork von Siemens, sind dabei die
tral gesteuertem GebäudemanageVoraussetzungen für ein gut abgeWenn entfernte Anlagenteile per
ment, Anlagen der Verkehrstechnik,
stimmtes System und eine vollstän­
Fernzugriff diagnostiziert oder gewarder Überwachung von Energienetdige Integration in die Siemens-Autotet werden, spricht man von Teleserzen oder zur Fernüberwachung von
matisierungslandschaft gegeben.
vice. Die meisten Maschinen- und
Maschinensteuerungen.
Anlagenhersteller bieten heutzutage
Literatur
• Überwachung und Steuerung von
neben ihren eigentlichen Systemen
mobilen Stationen: Neben der Anden Wartungsservice gleich mit an.
[1]Siemens AG, Division Industrie Automa­
tion: www.siemens.com/telecontrol n
bindung von ortsfesten Stationen
Bei auftretenden Problemen in der
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Heft 1-2/2012 •