Die Steuerung AXC F 2000 EA, die auf der bewährten PLCnext Technology und den Control-Plattformen der Produktfamilie Axioline basiert, ist für die Nutzung unter schwierigen Umweltbedingungen gehärtet. Sie bietet sich daher für Anwendungen in Energienetzen, der Prozesstechnik sowie im Bereich Wasser und Abwasser an. Die neue Steuerung kann bei Umgebungsbedingungen bis zu 70 °C betrieben werden. Sie verträgt zudem höhere Stoßspannungen als herkömmliche SPS. Ein hoher Aufdeckungsgrad bei der Diagnose sowie ein besonderer Hardware-Watchdog sorgen dafür, dass bei Fehlern eine adäquate, sichere Behandlung von Ereignissen erfolgt. Dazu lässt sich ein Life-Kontakt auf der Steuerung verwenden. Die AXC F 2000 EA beinhaltet einen leistungsfähigen ARM-Prozessor mit zwei aktiven Kernen, die eine Taktung von 1,2 GHz haben. Für aufwendige Applikationen umfasst die Steuerung einen RAM-Arbeitsspeicher von 1 GB und 8 GB Flash-Memory.
Bei der Steuerung wurde ein spezielles Augenmerk auf die IT-Sicherheit gelegt. Sie ist nach dem sicheren Entwicklungsprozess der internationalen Norm IEC 62443 erstellt worden und verfügt über integrierte Funktionen zum Device- und Update-Management. Die eingebaute Firewall sowie eine verschlüsselte Kommunikation mittels IPsec machen die AXC F 2000 EA zu einer zugriffssicheren Cybersecurity-Lösung. Dies wird durch die Bereitstellung von Secure Boot und einem TPM-2.0-Modul untermauert.
Flexibel um neue Funktionen erweiterbar
Wie bereits erwähnt, beruht die Steuerung auf der PLCnext Technology von Phoenix Contact, die eine offene und flexible Steuerungsplattform bietet. Ferner ermöglicht die Technologie die Einbindung von Apps aus dem digitalen Marktplatz PLCnext Store. Dazu zählen eine IEC-61850-Server- und-Client-App sowie eine App für die direkte Cloud-Anbindung oder OT-/IT-Kommunikation der Steuerung per MQTT und Sparkplug B. Durch den Einsatz von Containertechnologien, beispielsweise Podman, lässt sich die Steuerung einfach und sicher um neue Softwarefunktionen erweitern. Dies gestaltet die Plattform besonders flexibel und erlaubt einen modularen Aufbau von prozesstechnischen Applikationen.
Das offene Ecosystem PLCnext Technology zeichnet sich außerdem durch die problemlose Einbindung der Hard- und Software von Drittanbietern aus. Seine Echtzeitfähigkeit ermöglicht eine präzise Steuerung von Anwendungen sowie schnelle Reaktionszeiten. Aufgrund der Skalierbarkeit lässt sich das Ecosystem an unterschiedliche Anforderungen anpassen. Die aufgeführten Sicherheitsfunktionen schützen darüber hinaus vor Cyberangriffen.
Neue E/A-Module einfach integrieren
Für die Steuerung AXC F 2000 EA wurde eine Reihe von modularen und skalierbaren digitalen Eingangs- und Ausgangsmodulen entwickelt. Die neuen Geräte und ihre Backplane eignen sich insbesondere für die Nutzung in rauen Umgebungen mit hohen Temperaturen und elektromagnetischer Strahlung. Um den spezifischen Anforderungen der kritischen Infrastrukturen gerecht zu werden, überzeugen die E/A-Module durch eine große Flexibilität und Skalierbarkeit. Wegen ihrer Kompatibilität zur internationalen Norm IEC 61850-3 Class h erfüllen sie die hohen Umweltanforderungen, die bei der Verwendung in Energieapplikationen zum Tragen kommen.
Bei den steckbaren Axioline Smart Elements handelt es sich um systemunabhängige E/A-Module ohne Buskommunikation. Das einzelne Element trägt nur die E/A-Funktionalität. Erst in Verbindung mit der genannten Backplane, die ähnlich wie ein Adapter funktioniert, wird die Buskommunikation für das jeweilige E/A-System realisiert. Smart Elements sind durch ihre Temperaturbeständigkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen gekennzeichnet. Sie lassen sich einfach zur Erweiterung in bestehende Systeme integrieren. Ein besonderes Merkmal des Ecosystems PLCnext Technology sowie der Steuerungsplattform AXC F 2000 EA stellt die Kompatibilität mit den bereits vorhandenen Axioline- und Smart-Elements-Modulen dar. Aus diesem Grund erweist sich die Lösung für klassische SPS-Anwendungen in der Energie- und Prozesstechnik, im Maschinenbau sowie der Fabrikautomation als interessant, in denen hohe Verfügbarkeit und Robustheit sowie IT-Security gefordert werden.
Datenrate von 10 Mbit/s bis 1 GBit/s skalierbar
Die Steuerung AXC F 2000 EA verfügt über drei voneinander unabhängige Ethernet-Schnittstellen, die jeweils eine eigene MAC-ID haben und mit einer maximalen Übertragungsrate von 1 GBit/s betrieben werden können. Die Datenrate lässt sich einstellen und bis auf 10 MBit/s reduzieren. So ist es möglich, drei sichere Verbindungen zum Beispiel zu einer Leitzentrale, einer Unterstation und eine Remote-Verbindung zur Wartung der Anlage aufzubauen. Zudem unterstützt die Steuerung einen sicheren und zuverlässigen seriellen Datenaustausch, der beim Einsatz in der kritischen Infrastruktur notwendig sein kann. Die hohen Anforderungen an die serielle Schnittstelle werden durch neue, gehärtete Module für die RS-232- und RS-485 Kommunikation umgesetzt.
Die Steuerung unterstützt zahlreiche Übertragungsprotokolle. Ab Werk sind die Fernwirktechnik-Protokolle IEC 60870-5-101 und -104 eingebunden. Zum Lieferumfang gehören ferner Modbus/RTU und Modbus/TCP. Weitere Kommunikationsstandards – wie IEC 61850 – lassen sich über den digitalen Marktplatz PLCnext Store auf die SPS laden. Standardprotokolle wie Profinet oder OPC UA werden zukünftig angeboten.
Patching-Prozesse automatisch durchführen
Das Device- und Update-Management (DaUM) stellt einen wesentlichen Bestandteil der IT-Sicherheitsstrategie der AXC F 2000 EA dar. Es umfasst die Erstellung, das Testen sowie die Bereitstellung von Software-Updates sowie deren Verteilung an die unterschiedlichen Endpunkte. Solche Updates, die auch als Patches bezeichnet werden, dienen der Verbesserung der Software in technischer Hinsicht sowie zur Cybersicherheit und Einführung neuer Funktionen. Das Device- und Update-Management schließt die Sicherheitslücken und schützt vor Cyberangriffen. Außerdem stellt es sicher, dass die Systeme den gesetzlichen Vorschriften entsprechen. Ein automatisierter Patching-Prozess reduziert darüber hinaus den manuellen Arbeitsaufwand und verbessert die Leistung und Stabilität der Systeme.
Systemveränderungen frühzeitig feststellen
Für Energieanwendungen ist häufig eine präzise Zeitstempelung von E/A-Signalen erforderlich. Daher versieht die AXC F 2000 EA ausgewählte Eingangs- und Ausgangssignale mit einem Zeitstempel, der eine Genauigkeit von 1 ms hat. Das ausführliche Logging von Events, Alarmen und Fehlermeldungen bietet so in Verbindung mit dem hohen Diagnoseaufdeckungsgrad des Systems vielfältige Möglichkeiten, Veränderungen im System frühzeitig festzustellen und unter Umständen Fehler vor ihrem Auftreten zu erkennen.
Die neue Systemfamilie AXC F 2000 EA ergänzt das Steuerungsportfolio von Phoenix Contact mit einem sicheren und robusten Gerät für SPS- und RTU-Aufgaben. Durch ihre Härtung eignet sie sich bestens für fernwirktechnische Anwendungen, die Automatisierung in Energieverteilnetzen sowie Applikationen in der Prozessautomatisierung.
