Füllstandsensoren drahtlos und sicher vernetzen

Funktechnologien und Datensicherheit in der Füllstandüberwachung

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01.02.2018 Zwischen Anlagen und Messgeräten funkt’s gewaltig. Ob partnerschaftliche Zusammenarbeit, globale Prozesssteuerung oder zunehmender Kostendruck: Die Gründe für Fernüberwachung und -wartung sind vielfältig. Ebenso wie sie unseren Alltag bestimmt, ist die Datenübertragung per Funk auch aus industriellen Anlagen nicht mehr wegzudenken.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Der Bereich Füllstandüberwachung bietet heute einfache, drahtlose Anbindungstechniken, um Messwerte kostengünstig und sicher über weite Strecken zu übermitteln.
  • Für Sicherheit sorgt bei der Bluetooth-Übertragung ein individueller Geräteschlüssel, bei der Ethernet- oder GSM-Übertragung wird ein 20-stelliger PSK-Schlüssel verwendet.

Aerial view oil terminal is industrial facility for storage of oil and petrochemical products ready for transport to further storage facilities.

Füllstandmessgeräte auf schwer zugänglichen Prozessbehältern lassen sich per Bluetooth oder anderen Funktechnologien abfragen, ohne den Tank besteigen zu müssen. Bild: Kalyakan – Fotolia

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Die Bluetooth-Funktion ermöglicht es, den Sensor aus einer Entfernung von ca. 25 m drahtlos zu bedienen. Bild: Vega

Von Notebooks bis hin zu Smartphones verlassen wir uns auf schnelles Wlan, auf Bluetooth oder GSM/GPRS für die unkomplizierte Datenübermittlung. Ihren Ursprung fanden diese Technologien jedoch in der Industrie – lange, bevor sich diese MP3s oder Soaps über die ganze Wohnung verteilten. Wenn also drahtlose Technologien zunehmend industrielle Prozesse überwachen, auswerten oder leiten, dann kehren sie quasi zurück zu ihren Wurzeln.

Messwerte im Blick, Kosten im Griff

Das Wlan der ersten Stunde leistete bereits in den 90er Jahren einen Beitrag zu mehr Betriebssicherheit und Übertragungsstabilität, zunächst vor allem im Bereich Logistik oder in speziellen Maschineneinsätzen. Dank der damals neuen Spreizbandtechnik galt diese Übertragung als besonders robust gegenüber elektromagnetischen Störsignalen. Die folgende Entwicklung hin zu Laptops und Handys hat der Technologie in puncto industrieller Anwendung nicht geschadet. Ganz im Gegenteil: Diese fand nun, Massenprodukt geworden, breitere Akzeptanz denn je – bei sinkenden Kosten. Nicht zuletzt steht der Faktor „Kostenersparnis“ auch auf der Agenda der Anlagenplaner und -betreiber weit oben.

Der Bereich Füllstandüberwachung bietet heute einfache, drahtlose Anbindungstechniken, um Messwerte kostengünstig und sicher über weite Strecken zu übermitteln. Mit dem Anzeige- und Bedienmodul Plicscom lässt sich das gesamte Portfolio kontinuierlich messender Vega-Füllstandsensoren konfigurieren, parametrieren und auch diagnostizieren. Das Modul setzt genau auf die Geräte, mit denen wir täglich umgehen und die ohnehin an jedem Arbeitsplatz zur Verfügung stehen: auf Smartphones und Tablets. Bluetooth basiert auf einem zweiten Datenkanal und arbeitet somit sicher und unabhängig vom Nutzkanal. Zu den Vorteilen dieser Funktechnologie gehört neben der schnellen Anzeige und Diagnose ohne aufwendige Gerüstbauten der Komfort: Die Tools-App stellt für alle Vega-Sensoren die passende Anwendung bereit. Je nach benötigter Reichweite, nach Grad der Anlagensicherheit oder nach Art des Leitsystems stehen Funktechnologien in diversen Ausführungen zur Verfügung. In schwierigen Umgebungen und Gefahrenbereichen sorgen explosionsgeschützte Varianten oder eine berührungslose Erfassungstechnik für mehr Sicherheit und Verfügbarkeit.

Füllstände via Mobilfunknetz oder Bluetooth übertragen

Den einen Standard für „Wireless“ gibt es nicht, denn dazu sind die physikalischen Vorteile, aber auch die ökonomischen Aspekte von Anwendungen zu unterschiedlich. So leisten mehrere Technologien jeweils ihren Beitrag zu immer höherer Anlagenproduktivität. Neben Wlan auf der Basis des Industriestandards IEEE 802 haben sich bei Feldgeräten GSM/GPRS und Bluetooth etabliert. Als GSM/GPRS-Funkeinheit, ausgestattet sowohl mit Akku als auch Solarmodul, liefert das Bedienmodul eine völlig autarke Füllstandmessung an entlegenen Messstellen. Via Mobilfunkstandard bedienen sie große Reichweiten und stellen über das öffentliche Mobilfunknetz weltweite Verfügbarkeit sicher. Die Plattform ermöglicht nicht nur den Sprach- sondern auch den Grafik- und Bilddatenaustausch und macht GSM/GPRS damit zur idealen Verbindung geografisch weit entfernter Komponenten.

Liegen beide Kommunikationspartner nicht weiter als maximal 50 m entfernt voneinander, dann ist Bluetooth die Technik der Wahl für die Bedienung und Parametrierung aus der Ferne. So müssen hohe, schwer zugängliche Tanks nicht länger erklommen werden, um ein genaues Bild über deren aktuellen Zustand zu erhalten. Dabei kommuniziert der Bluetooth-USB-Adapter des Herstellers entweder mit einem Notebook oder mit der Tools-App auf dem Smartphone. Die Kommunikation ermöglicht so den Zugriff auf die ermittelten Daten – von Messwert-, Ereignisspeicher- und Sensorstatus-Anzeige bis hin zu den Diagnosedaten, wie etwa der Echokurve von Radarsensoren.

Der Anwender entscheidet: Wem gehören die Daten?

Ob Prozess-, Maschinendaten oder Analyseergebnisse für die Produktionsplanung: Bei der drahtlosen Übertragung geht es oftmals um sensible Daten, die vor Mitwissern geschützt werden müssen. Selbst über vermeintlich kurze Distanzen können prinzipiell unautorisierte Mobilgeräte mitlesen. So gilt auch hier, dass jede Medaille zwei Seiten hat. Zwar eröffnet die Datenbevorratung Prozessen neue Möglichkeiten und es entstehen Datenmengen, deren Analyse Betriebe in die Lage versetzt, ihre Fertigung und Logistik nachhaltig zu optimieren. Doch es gilt, mit Bedacht zu planen, damit ein Datentransfer nicht zum Know-how-Transfer wird.

Wer darf gesammelte und gespeicherte Daten nutzen? Dies wird mittelfristig eine Zukunftsfrage der Industrie mit digitaler Ausprägung bleiben. Bis die Frage des Data Ownership rechtssicher geklärt ist, sollte besonderes Augenmerk auf den situationsbedingt passenden Umgang mit den diversen Datenkategorien liegen. Anwender müssen mitentscheiden. Die Optionen, die drahtlos kommunizierende Prozesssensoren des Herstellers bieten, reichen in diesem Sinne von klassisch drahtgebunden, über die Möglichkeit einer Zutrittssteuerung mittels PIN bis hin zu einer verschlüsselten Funk- oder VPN-Verbindung. Für die Mobilfunk-Verbindung bieten diese Sensoren zudem verschiedene Übertragungsmöglichkeiten und Server-Lösungen. Eine Option wäre es, im Netzwerk des Anwenders zu arbeiten, wo – als Local Host – nur dieser Datenzugriff hat. Doch auch Vega-Hosting ist eine interessante Variante: Die Daten sind dort sicher abgelegt, Programm- oder Service-­Updates werden automatisch durchgeführt. Ergänzt durch das Inventory-System des Herstellers behalten Anwender den Überblick – und den Schlüssel zu den eigenen Daten – in der Hand.

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Heftausgabe: Januar-Februar/2018
Holger Sack leitet das Produktmanagement bei Vega

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Holger Sack leitet das Produktmanagement bei Vega
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