Durch einen immer mehr Regionen umfassenden Wettbewerb, kurzfristige Marktveränderungen sowie kürzere Produktinnovations- und -lebenszyklen geraten Unternehmen zunehmend unter Druck, die Wertschöpfungskette zu optimieren. Hinzu kommen politische Einflüsse der globalen Märkte, juristische Einflüsse sowie die Gewinnerwartungen der am Unternehmen beteiligten Personen. Unternehmen wollen diese Situation so gut wie nur möglich in den Griff bekommen – sie wollen schnell und flexibel auf geänderte Anforderungen bzw. Rahmenbedingungen reagieren können und somit wettbewerbsfähig bleiben.
Vor-Ort-Monitoring und -Instandhaltung zu teuer
Deshalb hat man in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten verstärkt in Technik und Technologien investiert – mit dem Ziel, möglichst auf Knopfdruck Transparenz über den aktuellen Unternehmensstatus zu bekommen. Das ist vor allem dann eine Herausforderung, wenn das Unternehmen über eine heterogene Systemlandschaft bestehend aus Systemen unterschiedlichster Hersteller verfügt, die über viele Standorte verteilt ist. Die zentrale Überwachung unbemannter Anlagen und Messstellen an verschiedensten Standorten ist eine immer wichtiger werdende Anforderung von Kunden. Vor-Ort-Instandhaltung bei weit verteilten Anlagen ist mit hohem Personalaufwand und Reisekosten verbunden. Für die Wettbewerbsfähigkeit ist es entscheidend, die Stillstandszeiten der Anlagenteile so kurz wie möglich zu gestalten. Dies lässt sich durch den Einsatz moderner Mittel zur Fernüberwachung und -steuerung bei gleichzeitiger Verkürzung der Reaktionszeiten erzielen.
Gesetzliche Forderungen führen zum Umdenken
Durch die stetig steigenden Kosten für Energie und ihre Bereitstellung sind die Versorger zunehmend daran interessiert, ihre Betriebskosten möglichst gering zu halten. Um das zu erreichen, wollen die Versorger ihre Daten zum Energieverbrauch (z.B. Fördermengen) möglichst lückenlos protokollieren und auswerten können. Die Auswertung dieser Daten ermöglicht die Früherkennung von Wartungsbedarf in den verbreiteten Anlagenteilen, um wiederum den Verlust von Energie und damit verbundene Kosten zu reduzieren. Die Forderung nach einer \’lückenlosen Protokollierung\‘ wird immer lauter – auch weil der Gesetzgeber im Rahmen von Zertifizierungen und Qualitäts-Audits (z.B. Wasserqualität) Aufzeichnung \’verordnet\‘ (z.B. Temperatur an einer Kühlwassereinleitungsstelle). Fernwirken (Telecontrol) umfasst die Fernüberwachung und -steuerung räumlich entfernter Objekte unter Verwendung signalumsetzender Verfahren von einem oder mehreren Orten aus. Um den oben genannten Anforderungen gerecht zu werden, sind zur Wartung und Steuerung räumlich entfernter Prozesse und Anlagenteile zuverlässige und wirtschaftliche Fernwirksysteme notwendig. Sicherheit stellt dabei eine nicht unerhebliche Herausforderung dar: Die Systeme müssen bei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen zu jeder Zeit zuverlässige und sichere Kommunikation zwischen den Außenstationen und der Zentrale sicherstellen. Das ist teilweise eine große Herausforderung, wenn man z.B. an das Anbringen des Fernbedienungsterminals (englisch Remote Terminal Unit oder auch RTU) unter dem Kanaldeckel oder an eine ländliche Umgebung mit geringer Signalstärke denkt.
Unterschiedlichste Aufgaben
Siemens bietet unter dem Begriff \’Industrial Remote Communication\‘ für diese Anforderungen ein umfassendes, in sich abgestimmtes Produktportfolio für Fernwirk- und Fernwartungsaufgaben an (Telecontrol und Teleservice, siehe Grafik 2). Diverse Übertragungskomponenten des Produktspektrums Remote Networks ermöglichen dabei die Fernkommunikation über verschiedene öffentliche und private Netze. Der ereignisgesteuerte oder zyklische Austausch der Prozessdaten erfolgt über spezielle Fernwirkprotokolle und erlaubt das effiziente Führen des Gesamtprozesses. Für einfache Fernwirkaufgaben bietet sich das System Telecontrol Basic von Siemens an, das basierend auf der Steuerungsfamilie Simatic S7-200 / S7-1200 als Fernwirkstation (Remote Terminal Unit = RTU) aufgebaut und für die Kommunikation über GPRS (General Packet Radio Service) optimiert ist. In der Beispielkonfiguration Telecontrol Basic in Grafik 3 kommunizieren die Außenstationen gesichert über Tunnelmechanismen mit der Leitstelle, in der die Leitstellensoftware Telecontrol Server Basic verwendet wird, und melden Informationen zum Status vor Ort an die Leitstelle. Telecontrol Professional umfasst Fernwirksysteme für umfangreiche erweiterte Anwendungen der Prozessindustrie. Eine Beispielkonfiguration im Umfeld Telecontrol Professional wird in Bild 3 dargestellt. In der Zentrale wird die Leitstellensoftware PCS7 Telecontrol verwendet. Unter Einsatz der Security Appliances Scalance S und Scalance M von Siemens erfolgt die gesicherte Kommunikation mit den Simatic-Außenstationen S7-300 und S7-1200 anhand des Fernwirkprotokolls DNP3 (Distributed Network Protocol). Unter dem Begriff Teleservice wird der Datenaustausch mit räumlich entfernten technischen Anlagen (Maschinen, Anlagen, Computern etc.) zum Zweck der Fehlererkennung, Diagnose, Wartung, Reparatur oder Optimierung zusammengefasst. Ferndiagnose und Fernwartung von Produktionsanlagen sind in der modernen Automatisierungstechnik unverzichtbar. Sie sind effizienter und kostengünstiger als der Einsatz eines Service-Mitarbeiters vor Ort. Dadurch lassen sich Fehler viel schneller erkennen und beseitigen, Stillstandszeiten von Maschinen werden verringert und ihre Verfügbarkeit wird erhöht. Darüber hinaus bestehen in industrienahen Märkten viele weitere Applikationen, die mit dem Portfolio für die Anbindung Remote Networks von Siemens bedient werden können. Unter dem Begriff Remote Networks werden Netzkomponenten zusammengefasst, die applikationsunabhängig für die Industrial Remote Communication eingesetzt werden können. Die Industrial-Remote-Communication-Produkte von Siemens sind für den industriellen Einsatz optimiert und in die Toollandschaft von Totally Integrated Automation integriert.
