Mobilfunk für SCADA-Ferndaten

    9 Juni 2021

    Mobilfunk für SCADA-Ferndaten

    Die Verwendung von präziser und sicherer Datenverarbeitung zusammen mit effizienten Protokollen macht die zellulare SCADA-Datenerfassung von entfernten Standorten zu einer kostengünstigen Option. Diese mobile Technologie erfüllt eine wichtige Anforderung, um Benutzer mit SCADA-Daten zu verbinden, egal ob sie sich im Feld, in dem Standardentwicklungsteam oder in den Chefetagen befinden. SCADA-Softwarelösungen wie AVEVA Edge oder AVEVA InTouch besitzen Möglichkeiten, den Anwendern eine größere Vielfalt an Verbindungsoptionen zu bieten, einschließlich der Möglichkeit, sich über Mobilfunknetze mit entfernten Standorten zu verbinden.

    Visualisierungssysteme (Human Machine Interfaces - HMI), Datenbanken und die Cloud sind ausgereifte Methoden, um KPIs, Produktionsdaten, Trends von Prozessvariablen und Fehlerhistorien zu erfassen und dem User diese Informationen zur Verfügung zu stellen. Häufig werden ein fest verdrahtetes Ethernet und ein entsprechendes Protokoll oder eine lokale und sichere Wi-Fi-Verbindung verwendet. Weiter entfernte Maschinen und Prozesse nutzen oft öffentliche Kommunikationsmethoden wie Funk, Satellit oder Telefonleitungen.

    Eine weitere "Over the Air" Kommunikationsoption ist die Mobilfunk Kommunikation. In der Vergangenheit vielleicht zu teuer, kann man heute mit der richtigen Hardwareauswahl, einem effizienten Protokoll, einer sicheren Netzwerkkonfiguration und einem Datenfilter in der Steuerung oder HMI ein kostengünstiges zellulares SCADA-Datenerfassungs- und -verteilungssystem schaffen. 

    Mobile SCADADas Mobilfunknetz bietet eine Hochgeschwindigkeitsverbindung über einen großen Bereich. Sie kostet in der Regel viel weniger als eine Satellitenverbindung, und die erforderliche Hardware ist kostengünstig, einfach zu konfigurieren und einzusetzen. Ein Datenprovider und ein Mobilfunkmodem, -Gateway oder -Router werden benötigt, um ein mobiles SCADA-Datenerfassungssystem zu implementieren. Ein Mobilfunk-Gateway ist eine gute Option, da es diese Geräte schon seit etwa 20 Jahren gibt und sie eine Firewall und ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) zusammen mit Router- und Modemfunktionen in einem einzigen Gerät integrieren können.

    Mobilfunk-Gateways verfügen oft über viele Cybersicherheitsfunktionen, da sie häufig in Einzelhandels- und Unternehmensanwendungen eingesetzt werden. Diese Gateways stellen eine Verbindung zu lokalen Ethernet-Ports über gängige Industrieprotokolle wie EtherNet/IP und Modbus TCP her, und einige können sogar mit Wi-Fi-Geräten verbunden werden. Typische IP-Netzwerk-Cybersecurity einschließlich Verschlüsselung, VPNs, Port-Filterung und "Trusted" IP-Adressen sollten, soweit verfügbar, verwendet werden.

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    Limitierung der Lösung

    Eine effiziente Nutzung der Mobilfunkdaten ist erforderlich, um die monatlichen Gebühren niedrig zu halten. Die Daten können nicht im Sekundentakt auf den Kommunikationsport einprasseln, wie es in vielen festverdrahteten Ethernet-Systemen üblich ist. Sowohl "User Datagram Protocol (UDP)" als auch " Distributed Network Protocol Version 3 (DNP3)" können beide eingesetzt werden, um die Bandbreitennutzung zu begrenzen.

    Anstatt das Transmission Control Protocol (TCP) zu verwenden, das durch die erneute Übertragung von Daten zusätzlichen Overhead verursacht, verwenden Sie UDP. Es ist ein weniger verbreitetes Protokoll, das von Ethernet verwendet wird, um Datenpakete über das Internet zu senden. Obwohl es weniger zuverlässig ist, ist es schneller und verwendet viel weniger Daten, um die Aufgabe zu erledigen.
    Wenn Sie das DNP3-Protokoll zu UDP/IP hinzufügen, wird die Zustellung der Datenpakete garantiert. DNP3 wird häufig von Wasser-, Strom- und Gasversorgern verwendet, daher funktioniert es gut in SCADA-Anwendungen. Es verifiziert, dass die lokale Maschine die Daten empfangen und verstanden hat.
    Dieses DNP3-Protokoll ist mit AVEVA Edge verfügbar und reduziert von Haus aus die Bandbreite des Kommunikationskanals, während es einige der besten Eigenschaften anderer Protokolle kombiniert. Mit DNP3 werden nur die Daten, die sich ändern, zum und vom SCADA-System gemeldet.

    Nach dem gleichen Prinzip sollte ein mobiles SCADA-Datenerfassungssystem die Daten filtern, sodass nur die notwendigen Daten über die Mobilfunkverbindung gesendet werden.

    Die Analytik, die ein SCADA System besitzt, kann auch die beträchtliche Menge an Daten in eine bedeutend kleinere Menge an umsetzbaren Informationen reduzieren. Während viele dezentrale Tanklager und große Pumpstationen große Datenmengen von den Steuerungen und Instrumenten sammeln, kann ein lokales HMI/SCADA-Datenerfassungssystem die Daten automatisch analysieren. Nach der Analyse werden nur die relevanten, verwertbaren Daten über das Mobilfunknetz übertragen.

    Mobile SCADA 2Nutzung aller Möglichkeiten

    Die Verbindungsmöglichkeiten gehen sicherlich über den zellularen Zugang zu Daten hinaus. Fernverbindungen in ländlichen oder schlecht angebundenen Gebieten sind mit einer Vielzahl von Telemetrieoptionen und Protokollen möglich.
    Sie sind sich nicht sicher, welche die besten Kommunikationsoptionen für Ihre Architektur sind? Wenden Sie sich an Ihren Factorysoftware-Vertriebsmitarbeiter, um mit einem Experten über die Einrichtung Ihres Systems zur effektiven Datenübertragung zu sprechen, wo immer diese benötigt wird!

    Thomas FORM
    Geschrieben von
    Thomas FORM

    Als Product Marketing Manager kann ich auf über 30 Jahre Erfahrung in der Industrie und über 25 Jahre Erfahrung mit Wonderware Produkten zurückblicken. In dieser Zeit war ich in vielen Positionen und unterschiedlichen Märkten unterwegs. Stets bin ich ein großer Verfechter neuer und innovativer Technologien. Heute möchte ich Ihnen neue Technologien und Trends am Markt vorstellen und wie diesen gegeben falls mit unseren Produkten umgesetzt werden können.

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