WLAN-Telemetrie für Betreiber von Ferngesteuerten Anlagen
Wir stellen das „ Messenger “-Gateway vor
Für Betreiber, die Motoren, Generatoren und Pumpen im Außendienst betreiben, waren die am schwierigsten zu verwaltenden Standorte schon immer diejenigen, die am weitesten von einem Mobilfunkmast entfernt lagen. Eine Wasserpumpe auf einer abgelegenen Bohrplattform, ein Generator an einer Pipeline-Kompressorstation oder eine Förderpumpe entlang einer ländlichen Wasserleitung können sich Meilen außerhalb einer zuverlässigen Mobilfunkabdeckung befinden. In der Vergangenheit bedeutete das vor allem eines: Wenn man wissen wollte, wie die Anlagen liefen, musste jemand hinfahren und nachsehen.
Das wachsende „Messenger “-Telemetrieportfolio von Cattron hat dieses Problem nach und nach gelöst, und die neueste Ergänzung schließt eine der letzten verbleibenden Lücken. Das „Messenger “-Gateway erweitert die cloudbasierte Fernüberwachungslösung von Cattron um WLAN- und Ethernet-Konnektivität. Damit können Betreiber Gerätedaten über jede vor Ort bereits vorhandene Internetverbindung in die Cloud übertragen – einschließlich satellitengestützter Breitbandnetze, die an abgelegenen Industriestandorten zunehmend Verbreitung finden.
WLAN und Ethernet Konnektivität für die Fernüberwachung von Geräten
Bislang kommunizierten die „ Messenger “-Geräte von Cattron mit der RemoteIQ™-Cloud-Plattform hauptsächlich über Mobilfunknetze. Das funktioniert gut, wo Netzabdeckung vorhanden ist. Ein beträchtlicher Teil der von Cattrons Kunden betriebenen Anlagen verfügt jedoch nicht über diesen Luxus.
„Die bisherige Produktreihe der ‚ Messenger ‘-Geräte basierte ausschließlich auf Mobilfunkverbindungen zum RemoteIQ-Backend“, sagte Charles Christie, Leiter des Bereichs IoT und RemoteIQ-Cloud-Lösungen bei Cattron Global. „Wir haben Anfragen von Kunden erhalten, die Daten über WLAN oder Ethernet in unsere Cloud übertragen möchten. Ein Großteil dieser Anfragen kam von unseren Kunden aus der Öl-, Gas- und Bergbauindustrie, deren Anlagen sich oft mitten im Nirgendwo und außerhalb der Mobilfunkabdeckung befinden.“
An solchen abgelegenen Standorten steht häufig eine Satelliten-Internetverbindung zur Verfügung. An Bohrstandorten, bei Pipeline-Installationen und an abgelegenen Pumpstationen wird häufig Satelliten-Breitband eingesetzt, um Kommunikation, Telefone und andere Geräte zu versorgen. Mit dem „ Messenger -Gateway“ können Betreiber diese bestehenden Uplinks nutzen, anstatt für eine separate Mobilfunkverbindung zu bezahlen oder – schlimmer noch – ganz auf Transparenz zu verzichten.
Die Lücke bei der Netzabdeckung beschränkt sich nicht nur auf abgelegene Gebiete. Christie wies auf einen zweiten, ganz anderen Anwendungsfall hin: Notstromaggregate in gewerblichen und industriellen Einrichtungen wie Krankenhäusern und Lebensmittelgeschäften. Diese Einrichtungen verfügen in der Regel bereits über robuste Netzwerke. Für sie liegt der Reiz darin, die zusätzlichen Kosten für einen Mobilfunkvertrag zu vermeiden, wenn bereits ein einwandfreier Ethernet-Anschluss in der Wand vorhanden ist oder sich ein WLAN-Hotspot in der Nähe befindet. In beiden Szenarien ist der Nutzen des Gateways derselbe: Es nutzt die vorhandene Infrastruktur des Kunden.
Fernüberwachung reduziert die Anzahl der Vor-Ort-Besuche und senkt die Betriebskosten
Der deutlichste Nutzen der Fernmesstechnik lässt sich an den vermiedenen Fahrten ablesen. Jeder Besuch an einem weit entfernten Standort ist mit Kosten für Personal, Kraftstoff, Fahrzeugverschleiß und Zeit verbunden. Befindet sich der Standort mehrere Stunden entfernt, summieren sich diese Kosten schnell.
„Man kann mit weniger Personal mehr erreichen und schnellere Reaktionszeiten erzielen“, sagte Christie. Dank der Fernüberwachung können Bediener den Status der Maschinen einsehen, ohne einen Techniker entsenden zu müssen, und dank der Fernsteuerung können sie auf das, was sie sehen, entsprechend reagieren. Für viele Cattron-Kunden ist die Möglichkeit, Maschinen über einen Laptop oder ein Smartphone zu starten, zu stoppen und einzustellen, ebenso wertvoll wie die Überwachung selbst.
Der Vorteil erstreckt sich auch auf die Art und Weise, wie Probleme gelöst werden. Wenn ein Mitarbeiter den konkreten Fehlercode sehen kann, den eine Steuerung meldet, ändert sich die gesamte Serviceabwicklung. Anstatt einen Experten auf eine lange Fahrt zu schicken, um ein Problem vor Ort zu diagnostizieren, kann ein Vorgesetzter das Problem aus der Ferne identifizieren und anschließend einen Techniker vor Ort anleiten, der sich möglicherweise nicht auf diese Anlage spezialisiert hat, und so sicherstellen, dass der Techniker mit den richtigen Werkzeugen und Ersatzteilen vor Ort eintrifft.
„Sie wissen, womit sie es zu tun haben“, sagte Christie. „Wenn man ein paar Stunden unterwegs ist, um etwas zu reparieren, möchte man sichergehen, dass man die richtigen Werkzeuge und Ersatzteile dabei hat.“
Zunehmend geht es darum, Probleme zu erkennen, bevor sie zu einem Ausfall führen. Cattron baut seine Kompetenzen in den Bereichen Predictive Analytics und vorausschauende Instandhaltung aus und gibt den Betreibern so die Möglichkeit, ein sich anbahnendes Problem zu beheben, solange es noch im Keim steckt.
Echtzeitüberwachung für Motoren, Generatoren und Pumpen
Sobald eine Verbindung zu einem unterstützten Controller hergestellt ist, liest das „ Messenger “-Gateway alle Daten aus, die der Controller erfasst, einschließlich aller daran angeschlossenen Sensoreingänge. Anschließend überträgt es diese Daten über MQTT – ein in Anwendungen für vernetzte Geräte weit verbreitetes Nachrichtenprotokoll – über eine sichere, verschlüsselte Verbindung an die RemoteIQ-Cloud.
Gateway ist so vorkonfiguriert, dass es die Laufzeitparameter meldet, die für Betreiber von Motoren, Generatoren und Pumpen am wichtigsten sind, und Christie hat genau ermittelt, welche Parameter von den Kunden am genauesten beobachtet werden. Der Kraftstoffstand steht ganz oben auf der Liste, insbesondere bei mobilen Pumpen und Generatoren, da er den Betreibern anzeigt, welche Geräte gewartet werden müssen. Fehlercodes sind wichtig, da sie auf sich anbahnende Probleme hinweisen. Anhand der Motordrehzahl können Betreiber die Laufzeiten und die Motorlast verfolgen, was wiederum Aufschluss darüber gibt, wie effizient die Anlagen arbeiten. Und bei Pumpenanwendungen können Druck- und Durchflusstrends auf tatsächliche physikalische Probleme in einer Leitung hinweisen, sei es ein Bruch, der einen Druckabfall verursacht, oder eine sich bildende Verstopfung, die den Druck in die Höhe treibt.
Für Kunden, die das Gateway mit einem CANplus™-Pumpensteuergerät kombinieren, sind erweiterte Diagnosemöglichkeiten verfügbar. Bei Installation der entsprechenden Sensoren kann die maschinelle Lernfunktion sogar Pumpenkavitation erkennen – ein Zustand, der die Anlage im Laufe der Zeit beschädigt –, bevor dauerhafte Schäden entstehen.
Robuste Plug-and-Play-Telemetrie für ferngesteuerte Geräte
Die von diesen Geräten überwachten Anlagen sind rauen Bedingungen ausgesetzt, und das Gateway ist entsprechend ausgelegt. Es ist in einem wetterfesten NEMA-4X-Gehäuse untergebracht und für den Einsatz im Freien sowie in rauen Umgebungen über einen breiten Betriebstemperaturbereich hinweg ausgelegt. Das Gateway selbst ist zwar neu, kann jedoch auf eine bewährte Tradition zurückgreifen. Frühere Geräte von „ Messenger “ haben sich in genau diesen Umgebungen seit langem bewährt, und Cattron hat das Gateway so konzipiert, dass es denselben Anforderungen gerecht wird.
Die Inbetriebnahme ist auf Schnelligkeit ausgelegt. Betreiber können das Gateway auf zwei Arten anschließen. Über Ethernet muss im Grunde nichts konfiguriert werden. Das Gerät nutzt DHCP, sodass es in jedem Netzwerk, das ihm eine IP-Adresse zuweisen und die Cloud erreichen kann, ohne weitere Einrichtung Daten übermittelt. Über WLAN ist der Vorgang fast ebenso einfach. Ein Techniker verbindet ein Smartphone oder einen Laptop mit dem integrierten WLAN-Hotspot des Gateways, sucht nach dem Netzwerk des Standorts, gibt das Passwort ein – und schon ist alles erledigt.
Anbindung von CANplus- und DynaGen-Steuerungen an die Cloud
Für Betreiber, die bereits Cattron-Steuerungen einsetzen, soll die Erweiterung um eine Gateway-Anbindung nahezu mühelos vonstattengehen. Das „ Messenger “-Gateway unterstützt die Pumpensteuerungen CANplus CP1000 und CP750-E sowie die Motorsteuerungen DynaGen™ PRO600, TG410 und TE410. Mit dem passenden Kabelbaum lässt sich das Gerät schnell einrichten, da es vorkonfiguriert geliefert wird und somit alle Parameter der Steuerung – und damit auch des Motors – auslesen kann.
Diese Designphilosophie zieht sich durch die gesamte „ Messenger “-Produktfamilie. Da jedes „ Messenger “-Gerät auf dieselbe Weise an dieselbe RemoteIQ-Cloud berichtet, können Betreiber die Geräte innerhalb eines Bestands je nach den an den einzelnen Standorten verfügbaren Konnektivitätsmöglichkeiten beliebig kombinieren. Ein „ Messenger “ mit Mobilfunkverbindung an einem Standort und ein „Gateway“ an einem anderen erscheinen für den Endnutzer identisch, sobald ihre Daten die Cloud erreichen. Der einzige Unterschied besteht darin, auf welchem Weg die Daten dorthin gelangen.
Cloud-basierte Fernüberwachung und -steuerung mit RemoteIQ
Für das „ Messenger “-Gateway ist ein RemoteIQ-Abonnement erforderlich, und erst auf dieser Plattform werden die Daten nutzbar. Nach der Anmeldung sehen die Bediener alle ihre Geräte sowohl in einer Listen- als auch in einer Kartenansicht. Ein Klick auf ein einzelnes Gerät öffnet Dashboards mit Motorparametern und angeschlossenen Sensoren, komplett mit Trenddaten im Zeitverlauf. Die Bediener können Alarme und Benachrichtigungen für die für sie relevanten Zustände konfigurieren, um das Personal vor Ort per Sprachansage, SMS oder E-Mail zu benachrichtigen, und sie können Berichte in verschiedenen Formaten herunterladen oder sich diese regelmäßig per E-Mail zusenden lassen.
Die Fernsteuerung ist eine Kernfunktion für Benutzer, denen von den Kontoadministratoren die entsprechenden Berechtigungen zugewiesen wurden. Bei einer Pumpe umfasst dies das Starten und Stoppen des Geräts, die Anpassung der Drehzahl zur Erhöhung oder Verringerung von Durchfluss und Druck sowie das Auslösen einer ferngesteuerten Notabschaltung. Bei einem Generator ist die Steuerung einfacher und beschränkt sich in der Regel auf das Starten und Stoppen, da die Drehzahl des Generators fest vorgegeben ist.
RemoteIQ bietet gestaffelte Datentarife an, und Christie merkte an, dass sich die meisten Kunden aus den Bereichen Generatoren und Pumpen für die höchste Stufe entscheiden. Diese Betreiber wünschen sich in der Regel kontinuierliche Diagnosedaten, die sie im Zeitverlauf auswerten können, sowie die Möglichkeit, bei Bedarf die Fernsteuerung zu übernehmen. Die niedrigeren Stufen eignen sich für Betreiber, die lediglich eine auf Ausnahmen basierende Alarmierung benötigen, bei der das System meldet, wenn etwas nicht in Ordnung ist, anstatt kontinuierlich Daten zu übertragen.
Sichere industrielle IoT-Konnektivität und Cloud-Kommunikation
Da vernetzte Industriegeräte zunehmend ins Visier von Cyberbedrohungen geraten, wurde das Gateway mit Schutzmaßnahmen auf Unternehmensniveau ausgestattet, darunter WPA3-WLAN-Verschlüsselung und verschlüsselte Cloud-Kommunikation. Das MQTT-Protokoll, über das die Daten übertragen werden, ist selbst ein Sicherheitsvorteil und eignet sich unter anderem aufgrund der Art und Weise, wie es die Verbindung sichert, besonders gut für Anwendungen mit vernetzten Geräten.
„Heute steht das gesamte Thema Sicherheit bei IoT-Anwendungen im Mittelpunkt des Interesses aller“, sagte Christie. Dies ist ein Anliegen, das Cattron in seinem gesamten Portfolio an vernetzten Systemen ernst nimmt und das die jahrzehntelange Erfahrung des Unternehmens bei der Entwicklung eigener, gehärteter Kommunikationslösungen widerspiegelt.
Die Zukunft der Fernüberwachung und vorausschauenden Instandhaltung
Christie stellte das „ Messenger -Gateway“ als eine Lösung dar, bei der es im Wesentlichen um Wahlmöglichkeiten geht. Die Kunden von Cattron betreiben große, gemischte Anlagen mit Geräten verschiedener Hersteller und Modelle an verstreuten Standorten, und das Unternehmen ist bestrebt, herstellerunabhängig zu bleiben und Überwachungs- und Steuerungsoptionen anzubieten, die zu jeder Anlage passen. Die Logik dahinter ist kumulativ: Je mehr Geräte ein Betreiber anschließt, desto stärker lässt sich der gesamte Betrieb optimieren – ein Netzwerkeffekt, der mit jeder neu angeschlossenen Einheit zunimmt.
Diese Vision umfasst zunehmend auch künstliche Intelligenz. Cattron integriert aktiv fortschrittliche Analysemethoden in die RemoteIQ-Plattform, um tiefere Einblicke für betriebliche Entscheidungen zu liefern – und weitere Funktionen sind bereits in Vorbereitung. Für Betreiber, die noch immer stundenlange Fahrten auf sich nehmen müssen, um mitten im Nirgendwo einen Messwert abzulesen, bricht die Zukunft der Fernüberwachung an – und dafür ist kein Mobilfunkempfang mehr erforderlich.