GPRS als Alternative zum analogen Festnetz

 

Viele kommunale Ver- und Entsorger verfügen über eine weit verteilte Infrastruktur, bestehend aus Gebäuden, Zählerstationen, Brunnen, Pumpen und Übergabestationen. Diese umfassen diverse Mess- und Steuergeräte, die zur Kontrolle der Einrichtung erforderlich sind. Um die Daten an zentraler Stelle zusammenzufassen und auszuwerten sowei um Eingriffe vorzunehmen bedient man sich der Fernwirktechnik. Der Kreisverband für Wasserwirtschaft im niedersächsischen Nienburg in Deutschland fand in der Leitsystemanbindung »ODP« vom Bremer Software- Haus Videc eine ideale und sichere Kommunikationslösung die obendrein zur Kostenreduktion beiträgt. (Von Dipl.-Ing. Dieter Barelmann)

Das niedersächsische Nienburg liegt knapp eine Autostunde von den Großstädten Hannover und Bremen entfernt. Mit über 32.000 Einwohnern ist die Weserstadt ein bedeutender Standort für die chemische Industrie sowie die Katalysatorenund Hohlglasproduktion. Der für die Abwasserbeseitigung verantwortliche Bereich des Kreisverbands betreut sieben Kläranlagen, über 800 Pumpwerke sowie fast 600 km Kanalnetz. Die zum Teil weit auseinander liegenden Anlagenteile lassen sich nur durch eine zuverlässige Fernwirktechnik störungsfrei und sicher betreiben. Bisher wurden die Betriebs-, Stör- und Alarmmeldungen dabei zumeist über von der deutschen Telekom angemietete analoge Standleitungen von den einzelnen Pumpwerken an die Kläranlage übertragen und vom dortigen Personal in der Leitzentrale visualisiert. Mit der Abkündigung der analogen Übertragungswege wurden die Verantwortlichen des Kreisverbands vor eine neue Herausforderung gestellt: Ein alternatives Kommunikationskonzept war notwendig. Bei der Auswahl der neuen Lösung legten die Nienburger besonderes Augenmerk auf eine einfache Integration in die Hard- und Software-Strukturen des vorhandenen Kläranlagen-Leitsystems sowie auf einen geringen Wartungsaufwand. Letztendlich vertrauten die Verantwortlichen auf eine GPRS-Kommunikation (General Packet Radio Service) über das »ODP«-Protokoll (»Open Data Port«). Das Unternehmen Videc (ÖV: Industrial Automation) lieferte dabei den »ODP«-Server, der eine offene Kommunikation mit den neuen Kleinsteuerungen auf Basis des Mobilfunk- Standards GPRS erlaubt. Die Datenübertragung erfolgt entweder online oder in Form historischer Daten mit Zeitstempel, die zuvor in der SPS zwischengespeichert wurden. Insgesamt handelt es sich um ein Top-Down-Konzept, das heißt, alle wichtigen Funktionen werden von der Leitzentrale gesteuert. Dies ergibt sich aus einer besseren Kommunikations- und Kostenkontrolle sowie einer Optimierung des Service-Bereichs.

GPRS-Modem überträgt Daten via TCP/IP-Netzwerk

Um Daten mit dem Leitsystem austauschen zu können, sind die Kleinsteuerungen über eine serielle Schnittstelle mit einem GPRS-Modem ausgestattet worden. Somit kann sich jede Unterstation mit dem nächstgelegenen Mobilfunkmast des jeweiligen Betreibers verbinden. Ab diesem Übergabepunkt wird das Funknetz verlassen und die Informationen werden via TCP/IP-Netzwerk übertragen. Die legitimierten Daten können dann über einen DSL-Anschluss mit dem integrierten TSC-Protokoll (Tainy Switching Center) via OPC oder Direktankopplung an die Leitzentrale gesendet werden. Damit die Leitwarte die Prozesswerte auch unmittelbar über den in die SPS eingebauten Web-Server abfragen kann, ist ein direkter TCP-Betrieb mit einem GPRS-Router möglich. Zur TCP/IP-Kommunikation können Modems mit integriertem VPN-Tunnel oder Geräte eingesetzt werden, die VPN nicht unterstützen. Je nach Applikationsanforderung lässt sich das Konzept frei gestalten, wobei auch ein Mischbetrieb von serieller und TCP/IP-Kommunikation umgesetzt werden kann.


Volumenabhängige Übertragungskosten

Bei der GPRS-Kommunikation verrechnet der Mobilfunk-Provider nicht die Dauer der Verbindung sondern die übertragene Datenmenge. Da der Kreisverband für Wasserwirtschaft die Kommunikation vom Leitsystem aus steuert, sind die Kosten der Anlage transparent und der Datenverkehr lässt sich stets überwachen. Dieser Vorteil hat sich besonders bei der Inbetriebnahme bewährt. So konnten die, durch das unkontrollierte Absenden von Telegrammen in den der Außenstationen verursachten, unerwünscht hohen Verbindungskosten vermieden werden.




In die Leitzentrale des Kreisverbandes werden die Informationen anhand der Kommunikationsplattform »ODP« per GPRS übertragen.




Mehr als 160 »ILC 150«- Steuerungen von Phoenix Contact sind über »ODP« von Videc an das Leitsystem des Kreisverbandes für Wasserwirtschaft Nienburg/Deutschland angekoppelt. Der Datenaustausch erfolgt dabei via GPRSModems von Dr. Neuhaus (ganz links), die über serielle Schnittstellen mit den Kleinsteuerungen verbunden sind.


Jederzeit aktuelle Daten: Die Übermittlung erfolgt entweder online oder als im Automatisierungsgerät gepufferte historische Werte mit Zeitstempel und können zyklisch als auch auf Anforderung abgefragt werden.