Modem inklusive

Die Einbindung von Steuerungen per GMS/GPRS in das Mobilfunknetz erfolgt bis dato in der Regel über ein separates Modem. Neuere Lösungen integrieren das Modem direkt in den Controller, womit der Anwender nicht nur auf der Kostenseite profitiert; auch die Programmierung der Applikation ist auf diese Weise durchgängig realisierbar.

Die Einbindung von Steuerungen per GMS/GPRS in das Mobilfunknetz erfolgt bis dato in der Regel über ein separates Modem. Neuere Lösungen integrieren das Modem direkt in den Controller, womit der Anwender nicht nur auf der Kostenseite profitiert; auch die Programmierung der Applikation ist auf diese Weise durchgängig realisierbar.

Die Entwicklung der elektronischen Medien – insbesondere der Kommunikations- und Informationstechnik – hat in den letzten Jahren nicht nur den privaten Lebensbereich nachhaltig verändert. So verfügen heute beispielsweise zahlreiche Steuerungen über einen integrierten Web-Server sowie einen FTP-Server, über den sich die Qualitätsdaten des Produktionsprozesses in eine Datenbank schreiben lassen. Die Einbindung dezentraler Anwendungen oder weltweit verteilter Standorte in ein einheitliches Steuerungsnetzwerk erfolgt dabei üblicherweise über die Ethernet-Schnittstelle, welche entweder als integriertes Interface oder als anreihbares Kommunikationsmodul ausgeführt ist. Gerade bei Applikationen an entlegenen oder schwer zugänglichen Standorten fehlt jedoch oft die Infrastruktur für eine drahtgebundene Netzwerk-Integration. In der Vergangenheit wurden deshalb private Kabelnetze verlegt oder eigene Richtfunkstrecken eingerichtet. Neben dem hohen Installations- und Wartungsaufwand fallen dabei zusätzlich Frequenz-Nutzungsgebühren für die Funkkommunikation an. Mit dem Ziel, diese hohen Kosten zu reduzieren, gehen viele Anwender in letzter Zeit dazu über, das vorhandene GSM-Mobilfunknetz zur Einbindung der verteilten Stationen ins Gesamtsystem zu nutzen.

Bei den ersten Ansätzen in diese Richtung handelte es sich um Speziallösungen, die beim Auftreten einer Warnmeldung oder Störung eine SMS an eine oder mehrere hinterlegte Telefonnummern senden. Wenn allerdings mehr als die von der Kurzmitteilung zur Verfügung gestellten 160 Zeichen zu übertragen sind, ist das Einwählen in einen Leitrechner erforderlich. Darüber hinaus war die Übertragungsgeschwindigkeit mit etwa 9,6 kBit/s für einige Applikationen zu langsam, so dass die Anwender in zunehmendem Maße eine GPRS-Verbindung präferieren. Als Reaktion auf diese Entwicklung und um den unterschiedlichen Bedürfnisse der Anwender gerecht zu werden, haben die Automatisierungsanbieter im nächsten Schritt flexibel erweiterbare sowie frei programmierbare Lösungen geschaffen indem sie die vorhandene SPS um ein externes GSM-Modem ergänzten.

Insbesondere die in den letzten Jahren von vielen Herstellern angebotenen Kompakt-Steuerungen für kleine bis mittlere Applikationen im Preis-Bereich von 200 bis 400 Euro sind für diese Zwecke ideal geeignet. Zwar haben diese einen geringeren Leistungsumfang als die größeren Modelle, stehen letzteren aber in punkto Kommunikationsfähigkeit in nichts nach. So verfügen viele Kleinsteuerungen ebenso über integrierte Ethernet-Schnittstellen. Einziges Manko: Für eine Kommunikation über das Mobilfunknetz ist nach wie vor ein externes GSM-Modem erforderlich. Dieses kostet in der Regel ebenso viel wie eine Kompakt-SPS, womit sich der Investitionsbedarf vor allem in kleinen Anwendungen unverhältnismäßig erhöht.

Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact eine Kleinsteuerung mit integriertem GSM-Modem entwickelt. Wie alle Inline-Controller der 100er-Leistungsklasse stellt der ILC 150 GSM/GPRS neben einer Bearbeitungsgeschwindigkeit von 90 µs pro 1000 Anweisungen (Bit-Datentypen) je eine Interbus- und Ethernet-Schnittstelle, einen integrierten FTP- und Web-Server sowie die OPC-Funktionalität zur Verfügung – und das zu Kosten, die deutlich unterhalb derer einer kombinierten Lösung aus Steuerung und externem Modem liegen. Konkret lassen sich durch die Integration des GSM-Modems zwischen 40 und 60 % gegenüber einer modularen Lösung einsparen. Der Controller basiert auf dem Konzept der „ITpowered Automation“ von Phoenix Contact. Das bedeutet, dass er neben gängigen Automatisierungsstandards auch internationale IT-Protokolle unterstützt und sich somit einfach in vorhandene Netzwerke einbinden lässt. Weiterer Vorteil für den Anwender: Zur Programmierung der Steuerung kann er das kostenfreie Tool „PC Worx Express“ nutzen. Diese Software ist eine Entwicklungsumgebung mit reduzierter Komplexität, die eigens auf die 100er-Leistungsklasse abgestimmt wurde. Aufgrund der freien Programmierbarkeit gemäß IEC 61131-3 lässt sich der GSM/GPRS-Controller sowohl als einfacher Alarmmelder einsetzen, der Warnungen per SMS an die Leitstelle übermittelt, als auch als fester Bestandteil eines Automatisierungsnetzwerkes, um die dezentrale Funktionseinheit permanent via GPRS mit der Leitzentrale oder anderen Steuerungen zu verbinden.

Soviel zur mobilfunk-tauglichen Geräte-Hardware und -Software. Wie funktioniert nun aber die eigentliche GSM-Kommunikation im Detail?