IIoT-Gateways für Temperatur-Monitoring

TrafoFlex-Projekt: Remote kontinuierlich dezentrale Messdaten erfassen

Die Firma IoTmaxx hat sich auf flexible IIoT-Lösungen für den Mittelstand spezialisiert. Die Hardwarebasis für die Fernüberwachung und Fernwartung industrieller Anlagen bilden dabei programmierbaren Mobilfunk-Gateways. Im TrafoFlex-Projekt sammeln und übertragensolche IoT-Gateways die Temperaturen von Transformatoren und ihrer Umgebung, um auf dieser Basis Dynamic-Thermal-Rating-Modelle zu validieren.
Die maxx GW 4100 Gateways von IoTmaxx finden im Schaltschrank des jeweiligen Transformators Platz
Die maxx GW 4100 Gateways von IoTmaxx finden im Schaltschrank des jeweiligen Transformators PlatzBild: Operato d.o.o.

Das slowenische Gemeinschaftsprojekt TrafoFlex zielt darauf ab, die Belastbarkeit dezentral aufgestellter Mittelspannungs- und Niederspannungs-Transformatoren mit einer lückenlosen Zustandsüberwachung zu erhöhen, ohne die Lebenserwartung zu beeinträchtigen. Im Zusammenspiel mit Flexibilitätsdiensten soll zusätzlicher Spielraum für die Bewältigung von Spitzenlasten gewonnen werden, insbesondere in Niederspannungsnetzen. Gleichzeitig sollen auf Basis der im Projekt gewonnen Daten die tatsächlichen Belastungen der Transformatoren im untersuchten Netz ausgewertet und Erkenntnisse für das Anlagenmanagement abgeleitet werden. Aus dieser Überwachung des Gesundheitszustandes der Transformatoren sollen Erkenntnisse für das Anlagenmanagement abgeleitet werden.

Das letztendliche Ziel dieses IIot-Projektes ist die Entwicklung und Erprobung von Konzepten für den fortschrittlichen Einsatz von Transformatoren für den Betrieb des Stromnetzes, den Flexibilitätsmarkt und das Asset Management und damit die Vorbereitung der Masseneinführung dieser Technologie. TrafoFlex ist ein Gemeinschaftsprojekt des slowenischen Verteilernetzbetreibers SODO, des Verteilernetzbetreibers Elektro Gorenjska und des slowenischen Übertragungsnetzbetreibers Eles in Zusammenarbeit mit dem externen Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen Operato d.o.o. Am Forschungsprojekt beteiligt sind als wissenschaftliche Partner die beiden Forschungseinrichtungen Jožef Stefan Institute (IJS) sowie das Elektroinštitut Milan Vidmar (EIMV), beide aus Ljubljana, am Forschungsprojekt beteiligt.

Für die Übertragung der Temperaturmessdaten von den jeweiligen Transformatoren griff die Firma Operato auf das Angebot von IoTmaxx zurück. Für die Kommunikation setzt das Unternehmen auf drahtlose Verfügbarkeit durch Mobilfunk im LTE/4G-Netz sowie auf Netzredundanz über zwei SIM-Karten. Die IoTmaxx-Konzepte basieren auf leistungsstarken, programmierbaren Gateways und Routern. Zusammen mit den passenden Zusatzgeräten sowie Programmier- und Hosting-Angeboten erhält der Kunde ein Gesamtpaket aus einer Hand. Hohe Sicherheit der IoTmaxx-Lösungen ist zudem durch integrierte Firewalls, passwortgeschütztes Zugriffsmanagement, sichere Verbindung über OpenVPN und einen Secure-Chip gewährleistet.

Die leistungsstarken, lösungsoffenen und robusten IIoT-Mobilfunk-Gateways und Industrierouter von IoTmaxx bieten viele Vorteile
Die leistungsstarken, lösungsoffenen und robusten IIoT-Mobilfunk-Gateways und Industrierouter von IoTmaxx bieten viele VorteileBild :IoTmaxx GmbH

Sichere Mobilfunkkommunikation

Das maxx GW4100 ist ein Mobilfunk-Gateway für Industrieanwendungen. Es kommuniziert über den LTE-Mobilfunkstandard und gewährleistet damit eine hohe Verbindungssicherheit. Durch die Always-online-Funktion führt das Gateway einen eigenständigen Verbindungsaufbau sowie im Falle eines Fehlers den Neuaufbau der Verbindung aus. Damit besteht jederzeit Zugriff auf das Gerät. Das LTE/4G-Gateway verfügt über ein schlankes Linux-Betriebssystem sowie ein aktuelles Prozessorsystem. Das System ist mit Flash- und RAM-Speicher ausgerüstet und erlaubt die Verwendung von SD-Karten für sehr große oder häufig geänderte Daten. Mithilfe OpenVPN erfolgt das Gerätemanagement per verschlüsselter Einwahl über Mobilfunk. Damit sind IoTmaxx-Gateways wie das maxx GW4100 nur für den Anwender selbst erreichbar.

Die Sicherheits- und Fehlerkorrekturen für das Linux-Betriebssystem sowie für die individuellen Anwenderapplikationen und Konfigurationen erfolgen über den zentralisierten „Over-the-Air“-Firmware-Update-Service. Dieser sorgt für ein zuverlässiges Update-Verfahren aus der Ferne. Das programmierbare Sensor-Gateway verarbeitet Applikationen in unterschiedlichen Programmiersprachen. Dafür steht entweder die einfache Nutzung vordefinierter oder auf Wunsch auch individuell zugeschnittener Funktionen zur Verfügung. Darüber hinaus bezieht das Gerät auch anwendereigene Applikationen mit ein.

Schnittstellen unterstützen jede IIoT-Anwendung

Das programmierbare IIoT-Mobilfunk-Gateway maxx GW4100 sammelt und verarbeitet Informationen industrieller Maschinen und Systeme und überträgt die Daten über sichere Mobilfunkverbindungen im 4G-Netz. Die Datenübertragung erfolgt über Mobilfunk im 4G-Netz. Bei lokal schwachem 4G-Netz verfügt das maxx GW4100 Gateway über ein automatisches Fallback auf 2G. Die Geräte können mithilfe ihrer Schnittstellenvielfalt Sensordaten aller Art aufnehmen und übertragen, z.B. Feuchtigkeit, Vibrationen und Schaltzustände. Die Daten stellen sie dann zur Verarbeitung für verschiedene Applikationen zur Verfügung. Die IoTmaxx-Gateways ermöglichen die Anbindung unterschiedlicher Systeme. Sie sind auf sichere Anwendungen im mittelständischen Industrieumfeld abgestimmt und bieten mit ihrer Schnittstellen- und Protokollvielfalt für drahtgebundene und drahtlose Anwendungen alle erforderlichen Optionen. Als physikalische Schnittstellen stehen Ethernet, USB, RS232, RS485, CAN sowie 1-Wire zur Verfügung. Sensoren können auch über zwei multifunktionale analoge I/Os angeschlossen werden. In Summe bieten die verschiedenen Schnittstellen viele Möglichkeiten zum direkten Anschluss marktüblicher Sensoren. So kommt die Lösung ohne hohe Gerätevielfalt und komplexe Installation aus.

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