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Bild: Wago
Steuerung für Remote Control

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SPS mit intergrierter Datenkommunikation

Text: Harry Jacob, A&D
Wenn Automatisierungslösungen an Orten eingesetzt werden, in denen nicht ständig Personal verfügbar ist, muss die Steuerung und Überwachung aus der Ferne erfolgen. Eine SPS, in die das Mobilfunkmodem bereits integriert ist, bietet neben der höheren Sicherheit noch weitere Vorteile.

In der Energie- und Wärmeversorgung setzen Energiekonzerne auf moderne Steuerungstechnik. Mit dezentraler Automatisierung werden Blockheizkraftwerke (BHKW) und Wärmepumpen so geregelt, dass in allen Haushalten genügend Heizenergie ankommt – aber nicht zuviel Wärme produziert werden muss. Technische Ausrüstungen dieser Größenordnung werden in der Regel nicht umgesetzt, indem Einzelkomponenten bestellt und vor Ort montiert werden. Vielmehr sind die Ausschreibungen so formuliert, dass Hersteller gleich komplett verdrahtete Systemverteiler anliefern.

Wago ist in beiden Welten zuhause. In Applikationen wie die aus der Energiebranche kommt – vor allem wegen der hohen Rechenleistung und der kompakten Bauweise – der 2013 auf den Markt gebrachte PFC200 zum Einsatz. Die Steuerung berechnet zum Beispiel den Energiegehalt des Wärmespeichers und überträgt die Daten an die Leitwarte. Diese gibt wiederum Informationen an die SPS zurück, nach denen die angeschlossenen Aggregate über einen bestimmten Zeitraum völlig selbstständig gesteuert werden, falls die Kommunikation ausfallen sollte.

SPS aufgerüstet

Die Datenübertragung zwischen Steuerung und Leittechnik erfolgte bislang über ein externes Mobilfunkmodem. Nun wird das Mobilfunkmodul, mit dem die drahtlose Verbindung auch über 3G-Mobilfunknetze hergestellt werden kann, fest in die Steuerung integriert. Die neueste PFC200-Version ist deshalb nicht nur um einiges kompakter, sondern erfüllt auf diese Weise höhere Sicherheitsanforderungen. Was im Schaltschrank ins Auge fällt: Es fehlt das Kabel, das bislang die Steuerung mit dem Mobilfunkmodem verband. Für Martin Paulick, Produktmanager Automation bei Wago, ein wichtiger Fortschritt: „Über ein solches Kabel wurden die Daten ungeschützt übertragen. Erst das externe Mobilfunkmodem verschlüsselte die Informationen.“

Dieses Risiko wird künftig ausgeschaltet: „Die Steuerung PFC200 hat genügend Rechenleistung, um selbst die Verschlüsselung zu übernehmen. Da das 3G-Modem integriert ist, verlassen die Daten das Automatisierungssystem nicht ungeschützt.“ Dementsprechend wird die Kommunikation mit den Fernwirktechnikprotokollen IEC60870-5-104, IEC61850-7-4, IEC61400-25 und DNP3 direkt aus der Steuerung verschlüsselt übertragen.

Schlank im Schrank

Die Steuerung wird durch das zusätzliche Modem geringfügig breiter. Doch da die externe Mobilfunkanbindung dafür entfällt, bleibt im Schaltschrank bei dieser Lösung am Ende mehr Platz. Auch die Verdrahtung wird einfacher. Die Anbindung an das Mobilfunknetz erfolgt mittels handelsüblicher Mini-SIM-Karte. Genutzt werden können Netze bis zur dritten Generation (3G), also GSM, Edge, UMTS und HSPA+. Die Datenübertragung wird durch OpenVPN, IPSec und eine integrierte Firewall geschützt. Um eine gute Netzverbindung sicherzustellen, besitzt die Steuerung eine Buchse zum Anschluss einer externen Antenne, die außerhalb des Schaltschranks platziert werden kann. Dazu stellt Wago verschiedene Modelle als Zubehör bereit.

Die neue Steuerung PFC200 mit integriertem Mobilfunkmodem ist mit allen I/O-Modulen aus dem Wago-I/O-System kompatibel. Die geringe Baugröße des Systems kommt vielen Applikationen zugute, etwa in Kabelverteilschränken oder Trafostationen, wo der zur Verfügung stehende Raum stark limitiert ist. Bis zu 16 Kanäle bringen beispielsweise Digitalklemmen auf 12 mm Breite unter. Die 3-Phasen-Leistungsmessklemmen wiederum liefert alle benötigten Informationen rund um Verbrauch, Spannungsstabilität und Verschmutzung der Phasenschwingungen.

Integrierte Programmierung

Als Bestandteil der SPS ist der Kommunikationsbaustein auch in das Programmiersystem gemäß IEC 61131-3 eingebunden. So kann das 3G-Modem über Wago-I/O-Pro angesprochen werden, das auf Codesys 2.3 basiert. Bis zum Marktstart im November sollen die entsprechenden Bibliotheken in Codesys 3.0 implementiert sein, sodass dann die Programmierung auch über das eCockpit-Tool möglich ist. Zudem sind die PFC200-Steuerungen per Web-based-Management-Oberfläche ansprechbar.

Nachdem die Pilotprojekte positiv verlaufen sind, will der Hersteller auf der SPS IPC Drives mit der Vermarktung starten. Geplant sind zwei Versionen in der Schutzart IP20: Eine für den Outdoor-Einsatz, mit Betriebstemperaturen von –25 bis +60 °C, sowie eine Variante für den industriellen Einsatz, die bei 0 bis +55 °C eingesetzt werden kann.

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