IIoT-Gateways im Temperatur-Monitoring

IoTmaxx bietet leistungsfähige, benutzerfreundliche IIoT-Lösungen für den Mittelstand. Ihre programmierbaren Mobilfunk-Gateways ermöglichen Fernüberwachung und -wartung industrieller Anlagen. Im TrafoFlex-Projekt in Slowenien erfassen maxx GW4100-Gateways Transformator-Temperaturen, 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, insbesondere 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 "Gesundheitszustandes" der Transformatoren sollen Erkenntnisse für das Anlagenmanagement abgeleitet werden. 

Das letztendliche Ziel dieses IIot-Projektes ist die Entwicklung und Erprobung von Konzepten für den fortschrittlichen Einsatz von Transformatoren für den Betrieb des Stromnetzes, den Flexibilitätsmarkt und das Asset Management und damit die Vorbereitung der Masseneinführung dieser Technologie. 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 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 immer auf den Bedarf sowie die Hard- und Softwareumgebung des Kunden an. Dabei gilt der Grundsatz so wenig komplex wie nötig und so leistungsfähig wie möglich zu sein. Für die Kommunikation setzt das Unternehmen deshalb auf höchste drahtlose Verfügbarkeit durch Mobilfunk im LTE-4G-Netz sowie auf Netzredundanz über zwei SIM-Karten. Die IoTmaxx-Konzepte basieren auf leistungsstarken, programmierbaren Gateways und Routern. Zusammen mit den passenden Zusatzgeräten sowie Programmier- und Hosting-Angeboten erhält der Kunde ein Gesamtpaket aus einer Hand. Kundenindividuelle Gateway-Applikationen können durch den Kunden selbst oder als Service durch die IoTmaxx-Experten frei programmiert werden. Höchste Sicherheit aller IoTmaxx-Kundenlösungen ist unter anderem durch integrierte Firewalls, passwortgeschütztes Zugriffsmanagement, sichere Verbindung über OpenVPN und einen Secure Chip gewährleistet. 

Schnittstellen unterstützen jede IIoT-Anwendung 

Das zuverlässige, 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 verfügt das maxx GW4100 über ein automatisches Fallback auf 2G. Die Geräte können dank ihrer Schnittstellenvielfalt am Einsatzort aufgenommene Sensordaten aller Art aufnehmen und übertragen, beispielsweise auch Feuchtigkeit, Vibrationen, Schaltzustände und vieles mehr. Die Daten stellen Sie dann zur Verarbeitung für verschiedene Applikationen zur Verfügung. Die IoTmaxx-Gateways ermöglichen die Anbindung unterschiedlichster Systeme. Sie sind auf sichere Anwendungen im mittelständischen Industrieumfeld 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, RS232, RS485, CAN-Bus sowie 1-Wire zur Verfügung. Sensoren können auch über zwei multifunktionale analoge I/Os angeschlossen werden. Die reichhaltigen Schnittstellen des Gateways bieten die Möglichkeit zum direkten Anschluss marktüblicher Sensoren. Die Weiterverarbeitung der Zustandsdaten konzipiert IoTmaxx individuell auf den Kunden zugeschnitten. Das Ergebnis ist eine preiswerte und kompakte All-in-One-Lösung ohne hohe Gerätevielfalt und ohne komplexe Installationen. 

Besonders leistungsfähiges Mobilfunk-Gateway 

Das maxx GW 4100 ist ein robustes Mobilfunk-Gateway für Industrieanwendungen. Es kommuniziert über den hoch verfügbaren LTE-Mobilfunkstandard und gewährleistet damit höchste 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 schlankes, erweiterbares Linux-Betriebssystem sowie ein aktuelles Prozessorsystem. Das System ist großzügig mit Flash- und RAM-Speicher ausgerüstet und erlaubt zusätzlich die Verwendung von SD-Karten für sehr große 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 den 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. 

Autor: Christian Lelonek, Geschäftsführer, IoTmaxx GmbH  

Bilder: Operato d.o.o., IoTmaxx GmbH