Fernwirktechnik

Fernwirktechnik
Volle Kontrolle über Kläranlage und Außenstationen
Vortrag Fernwirktechnik in der Abwasserbranche
2013
SCHRAML GmbH
Agenda
Kurzvorstellung SCHRAML GmbH
Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Fernüberwachung & Fernwirktechnik
Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren,
Auswerten, Warten von Außenstationen
Produkte aus dem SCHRAML - Sortiment
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SCHRAML – führender Produkthersteller zur
Überwachung, Steuerung, Dokumentation Ihrer Anlage
Familiengeführtes
Technologieunternehmen
Über 1.700 Referenzanlagen
Software & Hardware
Experte für Wasser- und
Infrastruktur-Anwendungen
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Kompakte Einzel- sowie
flexible Komplettlösungen
State-of-the Art Technologie
GPRS/Edge/UMTS, LAN, DSL
 Überwachen: Visualisieren, Protokollieren, Auswerten, Warten, Konfigurieren, uvm. in einem System
 Automatisieren: Herstellerunabhängigkeit, alle SPSHersteller, alle Kopplungen, direkt und effizient, HMI
 Fernwirken: vom Störmelder über BatterieDatenlogger bis zur SPS; alle Übertragungswege, ...
 Für kleine sowie große Anlagen, Netze und Verbände
Intuitive Benutzerfreundlichkeit
„… SCHRAML ermöglicht die
gesamten Prozesse einfach,
intuitiv und schnell zu
überwachen - für geübte und
ungeübte Anwender!...“
Embedded Linux
Durchgängigkeit Microsoft .NET
SQL
CoDeSyS
Webbrowser
TCP/IP, Modbus, Profinet, …
HTML 5
ARM9 Prozessor
Drag & Drop
Kontextmenüs
Zuverlässigkeit &
Kundenorientierung
 Über 30-jährige Branchenerfahrung und Expertise als
führender Hersteller von Prozessleit- & Fernwirktechnik
 Integration von Kundenwünschen & Spezialthemen
 Umfassender technischer Support inkl. Fernwartung
durch Service-Ingenieure
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Agenda
Kurzvorstellung SCHRAML GmbH
Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Fernüberwachung & Fernwirktechnik
Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren,
Auswerten, Warten von Außenstationen
Produkte aus dem SCHRAML - Sortiment
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Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Automatisieren & Steuern
Automatische Abwicklung von Prozessabläufen von z.B. Maschinen durch speicher-
Intelligente
programmierbare Steuerungen (SPS)
& integrierte
Hardwareund
Software-
Prozessleittechnik
Software zur Visualisierung, Alarmierung, Überwachung, Dokumentation, Analyse und
Steuerung von Prozessen
lösungen
Fernwirktechnik
Geographisch verteilte Stationen aus der Ferne überwachen (Fernüberwachung) und
beeinflussen (Fernwirken) – mittels unterschiedlichster Übertragungswege
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Agenda
Kurzvorstellung SCHRAML GmbH
Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Fernüberwachung & Fernwirktechnik
Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren,
Auswerten, Warten von Außenstationen
Produkte aus dem SCHRAML - Sortiment
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Fernwirktechnik:
Was verbirgt sich dahinter und was benötige ich hierfür?
Fernwirktechnik (Modell)
Definition
Verteilte Stationen aus der Ferne
 überwachen (Fernüberwachung) und
 beeinflussen (Fernwirken)
Technische Anforderung
 Fernwirkstationen zur Erfassung,
Zwischenverarbeitung, Speicherung und
Übertragung der Daten und Meldungen
von dezentralen Stellen (z.B. Pumpwerk)
 Übertragungswege z.B. Modem
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Fernwirktechnik: Welchen Nutzen habe ich davon?
Fernwirktechnik (Modell)
Nutzen
 Volle Kontrolle über geographisch verteilte
Stationen
 Frühzeitige Erkennung und Meldung von
Störungen und Grenzwertverletzungen
 Nachhaltige Betriebssicherheit und
Ressourceneffizienz
 Verarbeitung der Daten und Meldungen
in einem zentralen System
 KFZ Kosten können gesenkt werden
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Volle Kontrolle über Kläranlage und Kanalnetz
Prozessleitsystem
Fernwirksystem
Kanalnetzsteuerung
Störmelder
Batterie-GPRSDatenlogger
RÜB-Überwachung,
Pegelüberwachung
Fern-Überwachung
Steuerung
Dokumentation, Analyse
RÜBÜberwachung
& Protokolle
Hochwasserschutz
Pumpwerke
RÜBs, RRBs, etc.
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Technik mit Zukunft: Vom Störmelder, über Logger und
Datensammler zu Steuerungen und intelligenten
Netzmanagementstationen
Fernwirkstation mit
Datensammler
Störmelder
Vor-Ort-Steuerung
und Ferneingriff
Querkommunikation
zwischen den Stationen
mit Fernübertragung
an Prozessleitsystem
+
mit Direkt-Alarmierung
oder Störmeldesystem
und/oder Kopplung SPSen
WebCamIntegration
Vor-Ort-TouchpanelVisualisierung
uvm….
Betriebszeiten,
Meldungen,
Messwerte,
Grenzwerte, etc.
… + Vor-Ort Steuerung
…. + Schaltbefehle, Sollwerte etc.
aus dem Prozessleitsystem
nachhaltige Schritt-für-Schritt Investition
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Fernwirktechnik: Anwendungsbeispiel mit GPRS
DSL
GPRS/
Edge/
UMTS
Außenstation
z.B. Pumpwerk
Leitsystemund
Büroebene
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Montage und Verdrahtung im Schaltschrank
in den verschiedensten Größen & Formen
Hutschienenmontage
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Aufbau einer Steuerung (und Fernwirkstation)
CPU mit Prozessor, Speicher,
Schnittstellen und
Einstellungsmöglichkeiten
Erweiterungskarten für
digitale und analoge
Ein- und Ausgänge
Serielle
Schnittstellen
LED für schnelle Anzeige
von Status, Fehler, etc.
Verdrahtung der
Stromversorgung, z.B. 24V
Ethernet
Schnittstellen
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Fernwirktechnik: Informationsarten
Welche Arten von Informationen können verarbeitet werden?
Art der Signalverarbeitung in der Steuerung
Dig. Zählersignal
Binärsignal
Analogsignal
U
U
U
t
t
t
Beispiel:
Beispiel:
Beispiel:
Höhenstand
Pumpe (Betrieb)
Zähler
Trübung
Gebläse (Störung)
Frequenzmesser
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Fernwirken und Fernüberwachen
- auf was es langfristig wirklich ankommt!
 Wie finde ich im Dschungel der „Fernwirktechnik“
die richtige Lösung?
Funktionalität
 Kann Fernwirktechnik mit meinen sich
ändernden Anforderungen
(und meinem Budget) mitwachsen?
Flexibilität
 Welche Übertragungswege sind für meine
Stationen und Fernwirktechnik optimal?
Auf was muss ich achten?
Flexibilität: Fernwirktechnik muss sich an Ihre Begebenheiten anpassen

Alle marktüblichen Datenübertragungswege müssen frei wählbar und
beliebig kombinierbar sein (auch redundant, je nach Kosten & Infrastruktur
(Standleitung, Wählleitung, LAN, VPN, GSM, GPRS/Edge/UMTS, Zeitschlitz-/Datenfunk, etc.)

Sicherstellung hoher Datensicherheit durch Fernwirkprotokoll EN 60870-5,
Daten-Zwischenverarbeitung sowie Vor-Ort-Speicherung mit Zeitstempel über
mehrere Tage (auch bei detaillierten Daten)  kein Datenverlust

Effiziente Kopplung bestehender Automatisierungs-/ SPS-Hersteller- und
Messgeräte oder Umsetzung von kostengünstigen und durchgängigen
all-in-one-Lösungen: Fernwirkstationen parallel als SPS

Passgenaue Varianten und flexible Skalierbarkeit durch einfaches
Erweitern der FW-Technik um Datenpunkte, Stationen, Optionen, etc.
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Funktionalität: Übertragen Sie nur oder Überwachen Sie schon?

Aussagekräftige und einfache Auswertung der Daten in
Fernwirksoftware/Prozessleitsystem mit Visualisierung, Störmeldeverarbeitung, Alarmierung, Protokolle, Ganglinien, Wartung etc.

Beliebig detaillierte Daten-Erfassung jederzeit einstellbar - am Anfang
reicht vielleicht eine Störmeldung, langfristig werden an vielen Stellen aber
Wertmessungen im flexiblen Minuten- bzw. Sekunden-Raster notwendig

Bedienfreundlichkeit und Durchgängigkeit bei der Überwachung &
Visualisierung (SCADA & HMI) sowie Konfiguration und Parametrierung der
Stationen aus der Zentrale

Branchenspezifische Optionen beim Fernwirken: Rohrbruchüberwachung,
Hochwasserschutz, Kanalnetzsteuerung, RÜB-Protokolle, usw. sowie
Fernwirkstationen für Orte ohne Strom (Batterie, Solar)
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Fernwirktechnik:
WebCam - Integration
Gefahren oder Problem von Außenstationen perfekt einschätzen,
unter Einsatz von WebCam Integration!
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Fernwirktechnik : Übertragungswege
Möglichkeiten:
Grundsätzlich zu beachten - Tipps
• Klassische Kriterien bei der „Auswahl“ der Übertragungswege:
Standleitung, Wählleitung, GSM, GPRS/Edge/UMTS, DSL, LAN (VPN), Funk
– Vorgaben durch Fernwirktechnik
– Verfügbarkeit
•
Existenz Leitung/Netz & Signalqualität
– Zuverlässigkeit
•
Ausfallrisiko vs. Übertragungssicherheit
– Kostenstruktur
•
Einmalige Kosten vs. laufende Kosten
– Abhängigkeit
•
Eigene Infrastruktur vs. Netzanbieter
– Überwachungsmöglichkeiten
•
Quasi-permanente vs. regelmäßige Überwachung
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Unterschiede in Daten-Übertragungszyklen
je nach Übertragungsweg
•
•
•
•
22
Standleitung
LAN, VPN
DSL
Freie Datenfunkbänder
• ständige Verbindung
• meist alle 10 oder 15 min
• einstellbar
• Wahl abhängig von Tarif
•
GPRS / Edge / UMTS
•
•
Wählleitung
GSM
• meist einmal pro Tag
• einstellbar (oftmals
Übertragung am Morgen)
•
Zeitschlitzfunk (6 sek = 1 Zeitschlitz)
• abhängig von Anzahl Zeitschlitzen
(bis hin zu ständig)
•
Betriebsfunk
• abhängig von Duty-Cycle
(z.B. 1h über Tag verteilt)
Fernwirktechnik: Zuverlässigkeit & Sicherheit (Bsp. GPRS)
Sicherheit & Transparenz
Redundante GPRS/ DSL Root-Server für
sicheres und effizientes Datenmanagement
guter Empfang - Optimierungen
über Antennenwahl möglich
Datentarif (M2M-SIM-Karte)
DSL
Leitsystem- und Büroebene
GPRS/
Edge/
UMTS
Sichere & normkonforme
Datenübertragung IEC 60870-5
Hohe Sicherheit: Portfreigabe
nur „lesend“ notwendig –
Sicherheit vor „schreibendem“
Fremdzugriff von „Außen“
Vor-Ort Datenspeicherung
auch für hochauflösende Werte
über mehrere Tage
(z.B. bei Übertragungswegausfall)
Keine feste IP-Adresse notwendig
Falls kein DSL vorhanden, auch
über GPRS-Modem in der
Zentrale
Außenstation z.B.
Pumpwerk
Durchgängige Konfiguration der
Fernwirkstation aus zentraler
Software!
Fokus GPRS / Edge / UMTS: Mobilfunk-Anbieter
• Bei der Auswahl des Mobilfunk-Anbieters sollten folgende
Aspekte bewertet werden:
 Grundpreis des Tarifs
 Paketpreis fürs Datenvolumen (z.B. 10MB bzw. Flat)
 Kosten für Mehrvolumen (entfällt bei Flat)
 Abrechnungseinheit und Blockrundung (entfällt bei Flat)
 Netzabdeckung und Netzqualität
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Tarife – z.B. Telekom
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Tarife – z.B. O2
26
Tarife – z.B. e-plus
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Tarife – wichtige Hinweise & Überlegungen
Details der Tarife
• Ein Wechsel in eine andere Tarifstufe sollte möglich sein
• Prüfung der Abrechnungstaktung (idealerweise: 1k bzw. Flat)
Chancen abseits der bekannten Standardtarife
• Spezielle Verhandlungen der Kommune mit Mobilfunk-Anbieter
• Teilweise sind Flat-Internettarife günstiger als M2M-Volumentarife
• z.B. O2
• „Billig-Tochterunternehmen“ der großen Marktspieler
• z.B. Congstar (Telekom)
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Agenda
Kurzvorstellung SCHRAML GmbH
Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Fernüberwachung & Fernwirktechnik
Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren,
Auswerten, Warten von Außenstationen
Produkte aus dem SCHRAML - Sortiment
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Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren, Auswerten,
Warten der Außenstationen
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Visualisierung & Überwachung von Kläranlage, Netz und Stationen
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Störmeldeverarbeitung & Fernalarmierung
@
Alarmierung via SMS, Email,
Cityruf, Sprachausgabe,
Festnetz, Fax, etc.
unter Beachtung von
Rufgruppen und
Bereitschaftsplänen
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Ganglinien & Trendanalyse – übersichtlich, einfach, hilfreich
Grafik-Zusammenstellungen mit
beliebigem Layout, Lineal,
Zoom, Zeitvergleich,
Kommentar, etc.
z.B. detaillierte Drucküberwachung
über min-/sek-genaue
Aufzeichnungen
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Agenda
Kurzvorstellung SCHRAML GmbH
Grundlagen Prozessleit- & Automatisierungstechnik
Fernüberwachung & Fernwirktechnik
Visualisieren, Dokumentieren, Alarmieren,
Auswerten, Warten von Außenstationen
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Flexible Hardware für passgenaue Fernüberwachung (I/II)
Störmelder und energieautarke Fernüberwachung
Störmelder & Störmelde-SystemStation mit flexibler Zukunft
Energieautarke
Datenlogger mit Fernübertragung
 SMS-Störmelder
 Störmeldestation mit
Störmeldesoftware
 Ausbau zu Fernwirksystem flexibel möglich
 Zählerfernauslesung
 Pegelüberwachung
 Rohrbruchüberwachung
 RÜB-Überwachung
 Batterie- oder Solar-betrieben
 Fernübertragung via GSM, GPRS, Datenfunk
 Bis zu 8 Störeingänge, 8 Zähler 4 Analogeingänge
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Flexible Hardware für passgenaue Fernüberwachung (II/II)
Fernwirkstation – mit SPS-Kopplung | mit SPS-Funktion
Fernwirkstationen mit SPS-Kopplung
zu Fremd-SPSen
Fernwirkstationen mit I/Os und
SPS-Funktion (IEC 61131-3): all-in-one
 Flexible Modulerweiterung mit I/Os
 Effiziente Kopplung zu allen SPS-Herstellern,
 Programmierung nach Standard
z.B. TCP-S7, MPI, Modbus-TCP, seriell, etc.
IEC 61131-3, CoDeSys
 Datenzwischenspeicherung über mehrere Tage
 Datenzwischenspeicherung
– selbst bei hochauflösenden Archiven
über mehrere Tage
 Durchgängige Konfiguration aus der Zentrale
Kombi
– selbst bei hochauflösenden Archiven
 Durchgängige Konfiguration aus der Zentrale
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Erhöhte Sicherheit der Prozessleit- und Fernwirktechnik
Prozess-Server MIP
Unabhängigkeit von PC/Server-Ausfall
Industrie-Standardkomponente
für höchste Sicherheit
auf Ihrer Anlage
•
•
•
•
Datenpufferung über mehrere Tage
Autarke Fernalarmierung
Bedienen & Beobachten (HMI)
Schnittstellen zu allen Steuerungen,
Modems, etc.
Leitsystemund
Büroebene
Prozess-Server &
Fernwirkzentrale
MIP 49X
TCP/IP, Profinet
Modbus, etc.
Seriell, MPI,
etc.
Automatisierungsebene
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Fernwirkstationen
GPRS/ Edge/ UMTS,
GSM, LAN, DSL
(VPN), Datenfunk,
Wählleitung,
Standleitung, etc.
Siemens S5 / S7
Panasonic, B&R, Wago, Moeller,
Beckhoff, Phoenix, ABB, Schneider, etc.
AQASYS HMI Vorteile:
für Betreiber, Anwender und Projektierer
Sicherheit und Komfort bei der Anlagenüberwachung
Geringster Engineering Aufwand & volle Flexibilität
 Vor-Ort Bedienen und Steuern der Anlagen(teile) –
unabhängig von der Verfügbarkeit des Prozessleitsystem

1:1 Übernahme bestehender AQASYS Prozessbilder
 kein Neuzeichnen von Bildern!
 HMI mit SPS-direkt-Kopplung ermöglicht höchste Sicherheit
durch „Schaltschrank-autarkes“ Bedienen & Beobachten

Automatische Übernahme Variablenkonfiguration
& Datenanbindung
 Automatische Synchronisierung der Werte,
Sollwerteingaben und Steuerbefehle
zwischen HMI und Prozessleitsystem

Automatische Kommunikation & Daten-Synchronisation
mit PLS -- keine Programmierung!

Keine Hersteller-Bindung bei der Verwendung von
Touchpanels, IPCs oder SPSen
 Konsistente Prozessbilder, Daten und
Variablendefinitionen an PC und Panel bieten
Wiedererkennung & Durchgängigkeit
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AQASYS HMI Einsatzvarianten:
Flexibilität, Komfort und Sicherheit in der Anlagenüberwachung
HMI Gesamtanlage: Zugriff auf alle SPSen & Fernwirkstationen
über die Zentrale – mit MIP unabhängig vom Ausfall des
Leitsystem-PCs
Prozess-Server MIP
(optional)
AQASYS
Leitsystem
HMI SPS-direkt: direkter Zugriff auf eine oder mehrere SPSen
- unabhängig vom Ausfall aller Leitsystemkomponenten !
(autarkes Vor-Ort Notbediensystem !)
HMI Gesamtanlage
(Zugriff auf alle SPSen & Fernwirkstationen)
Fremd-SPS, herstellerunabhängig
HMI SPS direkt (TCP/IP)
optional mit Zugriff Gesamtanlage
Fremd-SPS, herstellerunabhängig
HMI an Fernwirkstationen
FWL 45x, FWL 15x, FWM 17x
Fremd-SPS
HMI an LAN/VPN Fernwirkstation
optional mit Zugriff Gesamtanlage
Fremd-SPS
HMI im Fernwirksystem
HMI Fernwirkstation: Zugriff auf Fernwirkstation & deren
SPSen (unabhängig vom Fernwirkübertragungsweg)
HMI LAN/VPN-Fernwirkstation: Zugriff auf Fernwirkstation &
deren SPSen - optional mit Zugriff auf Gesamtanlage über MIP/Zentrale
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AQASYS 8.0 von zu Hause oder unterwegs:
ob Bereitschaft oder Schulung, mit unserem Leitsystem sind
Sie immer vor Ort und können „kontrollieren“ und „agieren“
z.B. der Bereitschaftshabende zu Hause
Zentrale
Mit dem neuen Prozessleitsystem AQASYS 8.0
ist es ab sofort möglich von überall auf der Welt
mit dem Laptop, Tablett PC oder dem Smartphone drauf
zuzugreifen. Alle Sicherheitsvorrichtungen werden dabei zu
100% ausgenutzt!
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5 Dinge, die Sie zu SCHRAML „mitnehmen“ sollten…
1.
SCHRAML ist Anbieter von durchgängigen Komplettlösungen
2.
3.
4.
5.
SCHRAML vereint Leistungs- und Zukunftsfähigkeit
mit Benutzerfreundlichkeit
SCHRAML bietet höchste Flexibilität
(Kopplungen, Module, Optionen)
SCHRAML steht für langfristige Partnerschaften
und Investitionsschutz
SCHRAML ist für Kunden greifbar inkl. (Fern-) Support
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