Von Trafos Temperaturdaten sammeln
Temperatur-Monitoring mittels IIoT-Gateways
Mit programmierbaren IIoT-Mobilfunk-Gateways lassen sich Temperaturmesswerte dezentral aufgestellter Transformatoren und ihrer Umgebung sammeln und übertragen. Im slowenischen TrafoFlex-Projekt tun das die Gateways der Serie »maxx GW4100« von IoTmaxx, um Dynamic-Thermal-Rating-Modelle zu validieren.
Das TrafoFlex-Projekt zielt darauf ab, die Belastbarkeit dezentral aufgestellter Mittelspannungs- und Niederspannungs-Transformatoren auf sichere Weise – also mit einer lückenlosen Zustandsüberwachung – zu erhöhen, ohne die Lebenserwartung zu beeinträchtigen. So hofft man im Zusammenspiel mit Flexibilitätsdiensten zusätzlichen Spielraum für die Bewältigung von Spitzenlasten zu gewinnen, besonders in Niederspannungsnetzen. Gleichzeitig sollen auf Basis der im Projekt gewonnen Daten die tatsächlichen Belastungen der Transformatoren im untersuchten Netz ausgewertet werden. Aus dieser Überwachung des »Gesundheitszustands« der Transformatoren sollen Erkenntnisse für das Anlagenmanagement abgeleitet werden.
Letztlich zielt das IIoT-Projekt darauf ab, Konzepte zum fortschrittlichen Einsatz von Transformatoren für den Betrieb des Stromnetzes, den Flexibilitätsmarkt und das Asset Management zu entwickeln und zu erproben und damit die Masseneinführung dieser Technologie vorzubereiten. TrafoFlex ist ein Gemeinschaftsprojekt des slowenischen Verteilernetzbetreibers SODO, des Verteilernetzbetreibers Elektro Gorenjska und des slowenischen Übertragungsnetzbetreibers Eles in Zusammenarbeit mit dem externen Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen Operato d.o.o. Als wissenschaftliche Partner sind die beiden Forschungseinrichtungen Jožef Stefan Institute (IJS) sowie das Elektroinštitut Milan Vidmar (EIMV), beide aus Ljubljana, am Forschungsprojekt beteiligt.
Individuelle Mobilfunkkommunikation für den Mittelstand
Für die Übertragung der Temperaturmessdaten von den jeweiligen Transformatoren griff Operato auf das Know-how der IoTmaxx GmbH aus Hannover zurück. Sie ist spezialisiert auf Datenkommunikation und Mobilfunk und passt ihre IIoT-Lösungen und das individuelle Dienstleistungspaket an den Bedarf sowie die Hard- und Software-Umgebung des Kunden an. Für die Wireless-Kommunikation setzt das Unternehmen deshalb auf hohe drahtlose Verfügbarkeit durch Mobilfunk im LTE-4G-Netz sowie auf Netzredundanz über zwei SIM-Karten.
Die IoTmaxx-Konzepte beruhen auf programmierbaren Gateways und Routern.
Zusammen mit den passenden Zusatzgeräten sowie Programmier- und Hosting-Angeboten bekommen Kunden ein Gesamtpaket aus einer Hand. Kundenindividuelle Gateway-Applikationen können von den Kunden selbst oder als Service von den IoTmaxx-Experten frei programmiert werden. Für hohe Sicherheit aller IoTmaxx-Kundenlösungen ist unter anderem durch integrierte Firewalls, passwortgeschütztes Zugriffsmanagement, sichere Verbindung über OpenVPN und einen Secure Chip gesorgt.
Schnittstellen unterstützen jede IIoT-Anwendung
Das programmierbare IIoT-Mobilfunk-Gateway maxx GW4100 sammelt und verarbeitet Informationen industrieller Maschinen und Systeme und überträgt die Daten über sichere Mobilfunkverbindungen. Die Datenübertragung erfolgt über Mobilfunk im 4G-Netz. Bei lokal schwachem 4G-Netz ermöglicht das maxx GW4100 ein automatisches Fallback auf 2G. Die Geräte können dank ihrer Schnittstellenvielfalt am Einsatzort akquirierte Sensordaten aller Art aufnehmen und übertragen, beispielsweise auch Feuchtigkeit, Vibrationen, Schaltzustände und vieles mehr. Die Daten stellen sie dann zur Verarbeitung für verschiedene Applikationen bereit.
Die IoTmaxx-Gateways ermöglichen die Anbindung unterschiedlichster Systeme.
Sie sind auf sichere Anwendungen in der mittelständischen Industrie abgestimmt und bieten mit ihrer Schnittstellen- und Protokollvielfalt für drahtgebundene und drahtlose Industrie-4.0-Anwendungen alle erforderlichen Optionen. Als physikalische Schnittstellen stehen Ethernet, USB, RS-232, RS-485, CAN-Bus sowie 1-Wire zur Verfügung. Sensoren lassen sich auch über zwei multifunktionale analoge I/Os anschließen. Die Schnittstellen des Gateways ermöglichen den direkten Anschluss marktüblicher Sensoren. Die Weiterverarbeitung der Zustandsdaten konzipiert IoTmaxx individuell auf die Kunden zugeschnitten. Das Ergebnis ist eine preisgünstige und kompakte All-in-One-Lösung ohne hohe Gerätevielfalt und ohne komplexe Installationen.
Besonders leistungsfähiges LTE-4G-Mobilfunk-Gateway
Das maxx GW 4100 ist ein robustes Mobilfunk-Gateway für Industrieanwendungen. Es kommuniziert über den LTE-Mobilfunkstandard und sorgt damit für hohe Verbindungssicherheit. Dank der »Always-online«-Funktionalität führt das Gateway einen selbstständigen Verbindungsaufbau sowie im Falle eines Fehlers den eigenständigen Neuaufbau der Verbindung aus. Damit besteht jederzeit und von jedem Ort aus uneingeschränkter Zugriff auf das wartungsfreie Gerät. Das LTE-4G-Industrial-Gateway verfügt über ein erweiterbares Linux-Betriebssystem sowie ein aktuelles Prozessorsystem. Es ist großzügig mit Flash- und RAM-Speicher ausgestattet und ermöglicht zusätzlich die Verwendung von SD-Karten für ein sehr großes Datenvolumen oder häufig geänderte Daten.
Dank OpenVPN erfolgt das Gerätemanagement per verschlüsselter Einwahl über Mobilfunk. Damit sind IoTmaxx-Gateways wie das maxx GW 4100 nur für Anwender selbst erreichbar. Die Sicherheits- und Fehlerkorrekturen für das Linux-Betriebssystem sowie für die individuellen Anwenderapplikationen und Konfigurationen erfolgen über den zentralisierten »Over-the-Air«-Firmware-Update-Service. Dieser sorgt für ein zuverlässiges Update-Verfahren aus der Ferne. Das programmierbare Sensor-Gateway verarbeitet Applikationen in unterschiedlichen Programmiersprachen. Dafür steht entweder die einfache Nutzung vordefinierter oder auf Wunsch auch individuell zugeschnittener Funktionen zur Verfügung. Darüber hinaus bezieht das Gerät auch anwendereigene Applikationen mit ein.
Der Autor:
Christian Lelonek ist Geschäftsführer der IoTmaxx GmbH.
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