Fernwartung dezentral
installierter Sensoren

Gemäß einer aktuellen Studie des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) liegen die durchschnittlichen Arbeitskosten im deutschen Maschinenbau bei etwa 40 Euro pro Stunde. Reduziert ein kleines Unternehmen die Reisezeit seiner drei Service-Techniker um zwei Stunden pro Woche, lassen sich pro Jahr mehr als 10.000 Euro einsparen. Diese stark vereinfachte Überschlagsrechnung zeigt bereits das Potential auf, das Betriebe mit wenigen Mitarbeitern durch den Einsatz kostengünstiger Fernwartungssysteme wie TC Mobile I/O von Phoenix Contact heben können (Bild 1).

Im ersten Quartal 2014 waren in Deutschland 116 Millionen Mobilfunk-Anschlüsse gemeldet. Das ergibt im Durchschnitt 1,4 Anschlüsse pro Einwohner. Der klassische Handy-Markt ist somit gesättigt. Um weitere Marktanteile zu gewinnen, stehen den Mobilfunk-Anbietern mehrere Wege offen. So können sie beispielsweise Kunden eines Marktbegleiters abwerben. Damit diese jedoch wechseln, muss ihnen der neue Anbieter einen signifikanten Mehrwert bieten. Neben geringeren Kosten zählt dazu eine bessere Netzabdeckung. Zur Aufrechterhaltung der Konkurrenzfähigkeit müssen die Mobilfunk-Anbieter ihre Netze also kontinuierlich modifizieren.

Austausch weniger Daten

Von der geschilderten Wettbewerbssituation profitieren nicht nur die klassischen Kunden – Privatpersonen -, sondern auch industrielle Nutzer. Denn sie erhalten ebenfalls eine immer bessere Netzinfrastruktur zu stetig sinkenden Kosten. Im Industriebereich bevorzugten die Anwender lange Zeit das Festnetz zur Datenübertragung. Die Weiterleitung von Informationen via Mobilfunk stellte hier die Ausnahme dar, wobei die unzureichende Netzabdeckung und die hohen Kosten als Argumente vorgebracht wurden. Heute hat sich die Situation komplett verändert. Insbesondere wenn lediglich wenige Daten ausgetauscht werden sollen, erweist sich die Mobilfunk-Kommunikation meist erheblich kostengünstiger als ein Festnetz-Anschluss. Der Anwender bezahlt in der Regel nur die übertragenen Daten. Monatliche Fixkosten des Festnetz-Anschlusses entfallen. In der Industrie besteht häufig der Wunsch, einzelne entfernt installierte Sensoren – beispielsweise Temperatur-, Füllstands-, Druck- oder Lichtsensoren – möglichst preiswert zu überwachen. Des Weiteren sollen einfache Schaltvorgänge aus der Ferne ausgelöst werden, um die Anfahrzeit des Personals zu vermeiden. Bei der Betrachtung der jeweiligen Applikationen ist zu erkennen, dass meist wenige Daten ausgetauscht werden müssen. Im Vergleich zum Festnetz-Anschluss bieten sich die Mobilfunk-Kommunikation deshalb als interessante, weil kostengünstige Möglichkeit zur Fernübertragung von Daten an.

Intuitive Bedienung

Stark vereinfacht ist festzustellen, dass sich Technologien über drei Stufen entwickeln: von ’simpel‘ über ‚kompliziert‘ zu ‚intuitiv‘. Der Durchbruch einer Technologie erfolgt oft dann, wenn selbst der Laie das entsprechende Produkt bedienen kann, ohne umfangreiche Anleitungen lesen zu müssen. Als Beispiele seien Waschmaschinen, Telefone und das Internet genannt, die diese Entwicklungskurve bereits durchlaufen haben. In einer sich stetig schneller verändernden und komplexer werdenden Welt wird daher aus der ‚Nice-to-have‘-Anforderung einer intuitiven Handhabung immer öfter ein ‚Must-have‘-Anspruch des Kunden. Dieser Trend ist auch im industriellen Umfeld ersichtlich. Phoenix Contact berücksichtigt diese Rahmenbedingungen bei der Entwicklung neuer Komponenten und Systeme. Das gilt auch für die neue Produktfamilie TC Mobile I/O, mit der sich einzelne entfernt montierte Sensoren einfach und kostengünstig überwachen lassen.

Alarmierung per SMS oder E-Mail

So stellt die Produktfamilie TC Mobile I/O in der Variante X200 vier digitale und zwei analoge Eingänge sowie vier Relais-Ausgänge zur Verfügung, sodass das Gerät flexibel einsetzbar ist. Die analogen Eingänge können sowohl zur Überprüfung von 20mA-Strompegeln als auch von analogen Spannungen bis 60V verwendet werden. Die Spannungsüberwachung erweist sich insbesondere bei der Kontrolle der Batteriespannungen als nutzbringend. TC Mobile I/O X200 erlaubt dabei die Überprüfung von zwei analogen Strom- respektive Spannungswerten oder eines Strom- und eines Spannungswerts (Bild 2). Werden die Referenzwerte über- oder unterschritten, alarmieren die Geräte den Bereitschaftsdienst per SMS oder E-Mail. Im Vergleich zur IP-Kommunikation erscheint die SMS-Funktion ein wenig altmodisch. Sie hat allerdings den Vorteil, dass sie selbst in Regionen funktioniert, in denen eine schnelle Mobilfunk-Verbindung via Internet oftmals nicht möglich ist. Neben dem SMS-Versand unterstützt TC Mobile I/O den Datenaustausch per E-Mail. Somit kann z.B. eine SMS auf das Mobiltelefon des Service-Mitarbeiters und gleichzeitig eine E-Mail an die Zentrale verschickt werden, um den Alarm zu dokumentieren. Werden Maschinen und Anlagen überwacht, besteht häufig der Wunsch, Abläufe aus der Ferne zu schalten und die Applikation so beispielsweise neu zu starten. In vielen Fällen stellt sich diese Vorgehensweise als komfortabel dar, denn durch die Remote-Schaltung lassen sich die Anfahrzeiten zu einer Außenstation wirtschaftlicher durchführen oder sogar ganz vermeiden. Alle Geräte der Produktfamilie TC Mobile I/O beinhalten deshalb vier Relais, die in Summe geschaltet werden können. Die Versorgungsspannung der Produktfamilie beträgt bei den DC-Geräten 10…60V DC. Neben den typischen 24-V-Anwendungen im Schaltschrank sind die Module in diversen anderen Applikationen einsetzbar. Dazu gehören u.a. autarke Systeme, die über eine 12-V-Autobatterie betrieben werden. Die Produktfamilie ist für die Hutschienen-Montage ausgelegt. Steht jedoch keine Hutschiene zur Verfügung, lassen sich die Komponenten auch direkt an der Wand montieren. Dafür müssen lediglich die Fußriegel aus dem robusten Gehäuse gezogen werden. Darüber hinaus umfasst das Produktspektrum von TC Mobile I/O AC-Gerätevarianten mit einem Spannungsbereich von 93…250V AC. Entsprechende Applikationen finden sich insbesondere in der Gebäudeautomation. Auf der Gehäusebreite von 72mm, was der Teilungseinheit TE 4 entspricht, sind zusätzlich zu den vier digitalen sowie zwei analogen Eingängen und den vier Relais-Ausgängen ein Puffer-Kondensator und das Mobilfunk-Modul untergebracht. Die kompakten TC-Mobile-I/O-Geräte eignen sich deshalb ebenfalls zum Einbau in kleine Sicherungskästen. Sollte die Versorgungsspannung unerwartet abfallen, sind sämtliche Module in der Lage eine letzte SMS zu versenden, die den Bereitschaftsdienst über den Stromausfall informiert. Liegt die Versorgungsspannung dann wieder vor, wird eine weitere SMS abgesetzt.

Konfiguration

Die TC-Mobile-I/O-Geräte werden über die USB-Schnittstelle in Kombination mit einem Web-Browser konfiguriert. Auf diese Weise lassen sich mehrere Vorteile miteinander verknüpfen. Für die Erstinbetriebnahme ist beispielsweise keine zusätzliche Konfigurations-Software erforderlich. Der Anwender greift einfach auf einen Standard-Browser zurück. Da er statt des Ethernet-Interface eine USB-Schnittstelle verwendet, muss für die Komponente keine IP-Adresse vergeben werden. Bei der Konfiguration wird das Gerät über die USB-Schnittstelle mit Strom versorgt, sodass es am Schreibtisch eingestellt werden kann. Damit der Mitarbeiter das Modul bei der späteren Installation im Schaltschrank nicht versehentlich erneut konfiguriert oder eine falsche SIM-Karte einsteckt, lässt sich sein Deckel bei Bedarf verplomben. Die TC-Mobile-I/O-Geräte zeichnen sich ferner durch eine einfache Handhabung und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten aus. Interessenten finden im Internet z.B. auf Youtube ergänzende Informationen zur Produktfamilie.