Auf alles eingerichtet

RTU - Im Umfeld industrieller Fernwirkanlagen gleicht kaum eine Herausforderung der anderen. Andererseits bieten einheitliche Lösungen Vorteile bei Wiederverwendbarkeit und der oft schwierigen Wartung. Die Brücke kann ein skalierbares Portfolio schlagen.

25. März 2019
Auf alles eingerichtet
(Bild: Siemens AG)

Lösungen im industriellen Umfeld unterscheiden sich oft stark bezüglich der Anforderungen des Prozesses oder der Fertigung voneinander. Selbst zum Beispiel innerhalb einer verteilten Anlage können die Anforderung an die Fernwirk (Telecontrol)- beziehungsweise Automatisierungslösung stark schwanken. So werden beispielsweise bei Schifffahrtszeichen an Stationen mit gleicher Grundfunktionalität, nämlich optische Signalisierung, unterschiedliche Anforderungen gestellt: Es ist denkbar, dass ein Leuchtsignal lediglich eine feste Signalfolge abspielt, in der nächsten Konfiguration aber verschiedene Leuchtmuster mit unterschiedlichen Leuchtmitteln abhängig von Tageszeit und Wetterlage bereitstellen muss.

In einem Anwendungsfall der Wasserwirtschaft könnte ein Regenüberlaufbecken lediglich überwacht werden müssen, während im nächsten zusätzlich eine Pumpstation angesteuert werden muss, also eine Regelungsaufgabe hinzukommt. Bei einer dritten Anlage könnte sich nach Jahren des Betriebs herausstellen, dass die bestehende Aufgabe erweitert wird und so neue Automatisierungslösungen hinzugefügt werden müssen. So könnte zum Beispiel eine lediglich auf Messen ausgelegte Station auf Steuerungs- oder Regelungsaufgaben erweitert werden.

Kompakt oder modular

Fakt ist, dass die Komplexität auch in Telecontrol-Anlagen zunimmt. Zum einen, weil es beispielsweise der Prozess erfordert, zum anderen, weil man flexibel auf neue Herausforderungen reagieren möchte. Um diesem zu begegnen, bietet Siemens laut eigener Angabe im Bereich der Fernwirktechnik ein breit gefächertes Portfolio an RTU-Lösungen (Remote Terminal Unit), die auf einem einheitlichen Systemgedanken und Security-Konzepten aufbauen.

Im Telecontrol-Bereich ist die Simatic-RTU3000C-Reihe ein Beispiel für eine kompakte Low-Power-RTU. Ausgelegt auf autarken Betrieb ohne feste Energieversorgung, bietet sie ein auf dieses Anwendungsgebiet zugeschnittenes Feature-Set inklusive Batteriemodulen und einfacher Konfiguration über Web-based-Management, sodass neben dem Sammeln von Daten auch einfache Steuerungsaufgaben übernommen werden können.

Kompakte Geräte sind bei dem für sie passenden Anwendungsfall meist kosteneffizienter als vergleichbare modulare Lösungen. Gleichzeitig wird die Konfiguration durch Wegfallen von Kombinationsmöglichkeiten einfacher. Modulare Konzepte zeichnen sich dagegen durch Flexibilität aus. Dies zeigt sich am Beispiel der RTU auf Basis der Simatic-ET-200SP-CPU: Die Rechenleistung und Speicherkapazität lässt sich durch Auswahl einer passenden CPU-Baugruppe wie CPU 1512–1PN, Standard oder Failsafe, anpassen. Je nach Anforderung des unterlagerten Prozesses kann die CPU mit allen im ET-200SP-System verfügbaren Peripheriemodulen erweitert werden. So gibt es neben digitalen sowie analogen Ein- und Ausgabemodulen in normaler und sicherer Ausführung auch diverse Technologiemodule wie Module zur Energieverbrauchserfassung. Eine spätere Erweiterung einer bestehenden Anlage ist damit einfach lösbar.

Die Anbindung an das überlagerte Telecontrol-System wird mit einer Telecontrol-Baugruppe, dem CP 1542SP-1 IRC, hergestellt. Der Kommunikationsprozessor unterstützt dabei die Telecontrol-Protokolle Telecontrol Server Basic, IEC60870–5–104, DNP3 sowie Sinaut ST7. Die Auswahl erfolgt später im Engineering.

Auch bei der Wahl des Übertragungsmediums kann der Anwender frei wählen. Zum einen mittels integrierten Mobilfunk-Schnittstellen wie in der RTU3031C oder dem CP 1243–7 LTE. Zum anderen bieten Kommunikationsprozessoren und Kommunikationsbaugruppen, wie die TIM 1531 IRC, über integrierte Ethernet-Schnittstellen Anbindung an das Firmennetzwerk oder mit zwischengeschaltetem Scalance-M-Router Konnektivität über Mobilfunk oder Zweidraht-Leitung. Neben der Auswahlmöglichkeit einer kompakten oder modularen RTU bietet Siemens zusätzliche Flexibilität durch eine Skalierung über das gesamte Steuerungs-Portfolio hinweg – angefangen mit der kompakten RTU3000C-Reihe über modulare RTUs auf Basis der Simatic S7–1200 bis hin zu den S7–1500- und S7–400-Systemen. Während für das Sammeln von Daten in abgelegenen Anlagen mit einfachen Steuerungsaufgaben die RTU3000C-Reihe die passende Lösung ist, steigt die Leistungsfähigkeit in Bezug auf Rechenkapazität und Speicher über die Baureihen weiter.

Steuerungen der S7–1500- und S7–400-Reihe können so beispielsweise als Datenkonzentratoren, zentrale Steuerungsinstanzen oder für komplexe Automatisierungslösungen in verteilten Anlagen zum Einsatz kommen. Speziell im Simatic-S7-Umfeld profitiert der Anwender laut Hersteller dabei von einer durchgehenden Projektierung aller Simatic-Baugruppen in der Engineering-Umgebung TIA Portal. Durch die so geschaffene einheitliche Datenbasis können alle Elemente einfach und schnell projektiert und miteinander verbunden werden.

Security – immer ein Thema

Da bei Telecontrol-Anwendungen Daten über öffentliche Netze übertragen werden können, empfiehlt es sich, das Thema Security besonders zu beachten. Um die Übertragung zu schützen, können die Daten über gesicherte Tunnel einer VPN-Verbindung (Virtual Private Network) geschickt werden. Konfiguration und Betrieb solcher Verbindungen ist mit der Managementplattform Sinema Remote Connect möglich. Diese sorgt für die Verwaltung von Tunnelverbindungen zwischen der Zentrale und den verteilten Anlagen. Die Kommunikation zwischen den Teilnehmern ist dabei IP-basiert. Dabei kann die Verbindung der Teilnehmer über diverse Medien, wie Mobilfunk, DSL oder bestehende, private Netzinfrastrukturen, aufgebaut werden.

Für Telecontrol-Anwendungen besonders interessant ist die flexible Wahl des Tunnel-Endpunktes, wie Siemens erläutert. So kann sowohl ein Industrie-Router der Scalance-S- oder M-Familie als auch direkt der Telecontrol CP der Tunnel-Endpunkt sein. Wenn gewünscht, endet die getunnelte Verbindung also direkt auf der RTU. Das Verteilen der nötigen Security-Einstellungen der Kommunikationspartner inklusive Zertifikat-Verteilung und -Erneuerung übernimmt dabei der Sinema-Remote-Connect-Server.

Ein für Telecontrol eingerichtetes VPN-Netz lässt sich so außerdem ohne Anpassungen auch im Servicefall nutzen. Auf diese Weise kann sich der Servicetechniker mittels einer Client-Software auf seinem PC mit der Anlage verbinden. Somit lassen sich also unterschiedlichste Anforderungen durch das skalierbare Telecontrol-Portfolio von Siemens abdecken. Durch den Einsatz des TIA Portals als verbindendes Element mit durchgängiger Projektierungsmöglichkeit für alle Komponenten lassen sich die Vorteile eines weitgefächerten Portfolios mit einheitlichem Engineering verbinden. Security ist Teil des Systemgedankens. Mit Sinema Remote Connect bietet sich eine für den Anwender komfortable Möglichkeit zur Nutzung und Verwaltung verschlüsselter VPN-Verbindungen.

Hannover Messe: Halle 9, Stand D35

Erschienen in Ausgabe: 02/2019
Seite: 88 bis 89