Auswahl über das Mobilfunknetz


Dynamische versus statische IPs

Um bidirektionale Kommunikation zu erstellen (sodass der zentrale Standort die Datenlogger direkt abfragen kann und umgekehrt), ist es das Beste, wenn sowohl den Mobilfunkmodems an den entfernten Standorten als auch dem Scada-Server statische, öffentliche IPs zugewiesen werden. Da Mobilfunkanbieter für statische IPs jedoch höhere Gebühren verlangen als für dynamische, kann diese Aufstellung schnell sehr teuer werden. Durch den Einsatz der richtigen OPC-Software ist es jedoch möglich, ein Gerät am entfernten Standort so zu konfigurieren, dass es sich selbst an einem zentralen Scada-Server anmeldet, der eine feste IP-Adresse nutzt. Dadurch empfängt und registriert der Scada-Server die IP-Adresse des Geräts und ist in der Lage, Tag-Updates entsprechend zu liefern oder zu speichern. Diese Umsetzung ist ein einfaches und kostengünstiges Mittel zur Verwaltung entfernter Geräte über Mobilfunk. Zusätzlich zur Geräteregistrierung per OPC-Server ist es auch möglich, dynamische DNS-Registrierung einzusetzen, bei der das entfernte Gerät seine dynamische oder private IP-Adressen in einen DNS-Hostnamen konvertiert (das heißt, in eine URL). Auf diesem Weg benötigt die zentrale Software nur eine Datenbank mit URLs, um an ein entferntes HSPA-Gerät zu verbinden.

Aktive Datenübertragung optimiert Bandbreitennutzung

Sobald sich ein Anwender für Mobilfunk-Kommunikation entscheidet, folgt die höchst kritische Frage nach den Kosten. In traditionellen, automatisierungszentrierten Umgebungen nutzen die Betreiber Geräte wie SPSen, um Daten zu erfassen. Da diese Teil einer lokalen, verkabelten Infrastruktur sind, stellt sich die Frage nach der Bandbreite kaum. Für die Fernstreckenkommunikation über Mobilfunk sind die Kosten dagegen ein wichtiges Thema, und Polling-Architekturen sind dementsprechend ungeeignet für Mobilfunknetzwerke. Die aktive Push-Kommunikation dagegen reduziert die Gemeinkosten für die Installation eines Mobilfunknetzwerks deutlich. Dank Push-Technologie erübrigt sich das Polling von Geräten. Stattdessen senden die Geräte am entfernten Standort aus eigenem Antrieb Daten an den zentralen Server in der Leitstelle. Dadurch werden nur dann Daten erfasst, wenn auch ein Ereignis am Standort stattfindet, worauf diese dann an die Datenbank des Steuerungssystems gesendet werden, wo der Betreiber Reports erstellen kann. Mit dem aktiven Berichtswesen warten der zentrale Server oder das Scada auf eingehende Daten, anstatt die Feldgeräte permanent abzufragen. Dadurch reduziert das aktive Reporting nicht nur die Bandbreitennutzung, sondern ermöglicht auch Alarme in Echtzeit. Fast genauso wichtig ist, dass mit aktivem Reporting Kommunikations-Timeouts komplett verhindert werden, weil die Kommunikationsbandbreite dynamisch an die Timeout-Toleranz des Netzwerks angepasst werden kann. Kommunikations-Timeouts in Mobilfunk-Netzwerken können schnell zum kostspieligen Problem werden. Sowohl Ethernet-, als auch Feldgeräte nutzen Polling um Daten zu erfassen. Ein Gerät, dessen Wert für den Kommunikations-Timeout auf LAN-Geschwindigkeit eingestellt ist, wird beim Einsatz in Mobilfunk-Netzwerken Timeout-Probleme bekommen. Wiederholte Kommunikations-Timeouts führen zum Systemabsturz und erzeugen zusätzliche Kosten für die wiederholte Neuverbindung. Eine aktive Push-Architektur löst dieses Problem.

Aktive Berichte reduzieren Wartungskosten

Herkömmliche Polling-Systeme erfordern meist multiple Datenerfassungsebenen. Eine solche Multi-Ebenen-Architektur verteilt die Systemlast und verkürzt den Polling-Zyklus. Das System ist jedoch nicht nur kompliziert zu konstruieren, sondern auch schwierig zu verwalten und zu warten. In großen Systemen erfordert ein Problem an einem Knotenpunkt auf mittlerer Ebene viel Zeit für seine Lokalisierung und Behebung. Außerdem wurden große Multi-Ebenen-Systeme oft von verschiedenen Systemintegratoren aneinander gekoppelt, von denen jeder andere Geräte und Protokolle verwendet hat. Die Protokoll-Vereinheitlichung allein kann in so einem Fall schon das gesamte System stilllegen. Die Entwicklung von Datenerfassungs- und Alarmsystemen über Mobilfunk, welche die aktive Berichterstattung einsetzen, hat es ermöglicht, fast alle mittleren Datenerfassungsebenen abschaffen zu können. Da Mobilfunk-Netzwerke IP-basiert sind, haben sie von Natur aus keine Grenzen im Vergleich zur Funk- oder Mikrowellenkommunikation, und die benötige Anzahl von Relais-Knotenpunkten ist reduziert. Da das System die Kommunikations-Infrastruktur des Mobilfunkanbieters nutzt, sind auch die Kosten für die Infrastruktur erheblich niedriger. Zusätzlich dazu ist die Netzwerkbandbreite erheblich größer als die von RF, und weniger anfällig für Interferenzen, was wiederum in weniger Relais-Punkten für die Datenerfassung resultiert.

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