Internet der Dinge
Neue Bau­gruppen machen die Signal­übertragung mit privaten Funk­netzen plausibel

© vKD Meß- und Prüfsysteme – von Kruedener & Danckwerts GmbH

Im Zuge der 5G-Frequenz­auktion ist vielen Unter­nehmen bewusst geworden, welche Möglich­keiten eine Funk­vernetzung bieten könnte. Aller­dings wird der Auf­bau dieser Netze noch etwas dauern, zweitens ist für eine ganze Reihe von An­wen­dungen gar kein High­speed-Daten­funk mit minimalen Latenzen erforder­lich. Dann bieten sich Alternativen an.

Es gibt eine Vielzahl von Szenarien, in denen Sensoren sozusagen eine Statusabfrage vornehmen und in regelmäßigen Intervallen versenden. Diese Datenmengen sind oft minimal, interessant sind eher die Funkreichweite und der Energieverbrauch. Solche Anwendungen reichen von Automaten an Waldparkplätzen bis hin zur Überwachung von Brücken und ähnlichen Infrastrukturen oder von Brunnen, Versorgungseinrichtungen und Anlagen in der Prozessindustrie. Dort sind meist dann auch einfache Aktoren bzw. kompakte SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) gefragt, die z.B. bei festgelegten Werten oder fernaktiviert den On-Off-Schalter umlegen.

Für derartige Zwecke im Internet of Things (IoT) gibt es mittlerweile eine Reihe von Connectivity-Lösungen, vom klassischen GPRS/GSM-Mobilfunk bis hin zu dedizierten IoT-Netzen mit LoRaWAN, Sigfox und NarrowBand-IoT (unter Umständen ist sogar Powerline eine Lösung, wenn in Reichweite ohnehin Elektrokabel verlegt sind). Für kritische Anwendungen, bei denen man sich nicht von einem öffentlichen Netz abhängig machen will, ist evtl. eine eigene Lösung mit Tetra-Funk (Terrestrial Trunked Radio) geeigneter. Das RTU (Remote Terminal Unit) im Feld vor Ort lässt sich unter Umständen ganz gut mit Solarstrom betreiben. In jedem Fall ist wichtig, dass die Signal- und Datenkommunikation zuverlässig ist und – mit Blick auf die IoT-Ökosysteme, die sich derzeit herausbilden – möglichst universell „übersetzbar“, das heißt: Das Gerät muss Schnittstellen mitbringen und verbreitete Protokolle beherrschen.

Aktuelles Beispiel: Die Firma vKD Meß- und Prüfsysteme (von Kruedener & Danckwerts GmbH) aus dem nordrhein-westfälischen Kürten, ausgewiesener Spezialist für rechnergestützte Meß- und Prüfsysteme, hat kürzlich seine RTU-Funkbaugruppen um ein neues Modell ergänzt: Das Funkmodul RTU81 sendet auf anmeldefreien Frequenzen und bringt in der Ausbauvariante RTU81L-DA neben serieller und Ethernet-Schnittstelle noch zwei analoge Eingänge, acht digitale Ein- und acht digitale Ausgänge mit – zusätzliche Input-Output-Peripheriemodule lassen sich damit einfach anbinden; die digitalen Eingänge lassen sich außerdem als Zeit- und Ereigniszähler nutzen. Über die SPI-12-Schnittstelle (Serial Peripheral Interface) können Sensoren angekoppelt werden, und jedes Modul lässt sich um eine integrierte Mikro-SPS erweitern, die autark kleine Steueraufgaben übernimmt. An Protokollen sind Modbus RTU und ICE 60870-5-101 verfügbar, mit optionalem OPC-Server ist eine Anbindung an die meisten SCADA- und Visualisierungsprogramme möglich. Die Funkreichweite geht je nach Umgebung bis etwa 1000 m, das lässt sich aber mit Repeatern – oder indem man vorhandene Funkbaugruppen als Relaisstationen nutzt – leicht ausdehnen.

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