SHDSL in Biogasanlagen Die Alternative zur Glasfaser-Übertragung

Die Dieng Schaltanlagen Ltd. & Co.KG, die auf den Schaltschrankbau für Biogasanlagen spezialisiert ist, zeigt sich vom Ethernet-Extender PSI-Modem-SHDSL/ETH begeistert. Denn neben der intuitiven Handhabung spricht die hohe Zuverlässigkeit für die Geräte. Am Beispiel des landwirtschaftlichen Familienbetriebs von Franz Endres im bayrischen Landkreis Unterallgäu lässt sich verdeutlichen, wie die Ethernet-Extender im Biogas-Bereich genutzt werden können. Endres Hof gehört mit derzeit 1.300 Milchkühen zu den größten landwirtschaftlichen Betrieben Deutschlands. Herzstück des Hofs ist das noch im Bau befindliche Melk-Karussell, das einem liegenden Rad gleicht. Mit einem Durchmesser von rund 30m umfasst das Melk-Karussell 80 Boxen. So können innerhalb einer Stunde 400 Kühe gemolken werden. Nach der Fertigstellung der Effizienz steigernden Anlage wird Endres den Bestand auf 1.700 Milchkühe aufstocken. Die zahlreichen Tiere produzieren nicht nur viel Milch, sondern auch große Mengen an Gülle. Um diesen Reststoff wirtschaftlich optimal einzusetzen, wird er zuerst mithilfe einer Biogasanlage zur Stromerzeugung verwendet und anschließend als Wirtschaftsdünger verarbeitet. Die auf dem Betriebsgelände installierte Biogasanlage erzeugt in der aktuellen Ausbaustufe eine Leistung von 500kW. Breitbandige und robuste Ethernet-Kommunikation Die in Leutkirch ansässige Dieng Schaltanlagen Ltd. & Co. KG hat die Schaltschränke für Endres Biogasanlage geliefert. Mehr als 250 Anlagen, die das Unternehmen seit 1998 aufgebaut hat, unterstreichen seine fachliche Kompetenz in diesem Bereich der regenerativen Energie. Dabei überzeugen die Lösungen von Dieng die Endanwender durch eine einfache Handhabung sowie eindeutige Visualisierung. \“Es ist uns wichtig, dass unsere Kunden ihre Biogasanlage ohne langwierige Erklärungen verstehen und bedienen können\“, stellt der Geschäftsführer Christian Dieng fest. Für die Datenübertragung auf dem Betriebsgelände von Franz Endres kommt fünf Anforderungen eine besondere Bedeutung zu: Die Kommunikation zwischen den Teilkomponenten der Biogasanlage soll auf Ethernet basieren. Die Länge eines Ethernet-Kabels ist auf maximal 100m spezifiziert, die auf dem Gelände zu überbrückenden Distanzen sind jedoch deutlich größer. Darüber hinaus möchte Endres einzelne Bereiche in naher Zukunft mit Web-Kameras überwachen. Aus diesem Grund muss das Übertragungsmedium möglichst breitbandig ausgelegt sein. Weiterhin soll die Einbindung einer dritten Partei – beispielsweise Mobilfunkbetreiber – ausgeschlossen sein, damit keine laufenden Kosten entstehen. Viertens darf der Datenaustausch nicht negativ durch elektromagnetische Einflüsse der auf dem Hof genutzten Maschinen und Anlagen beeinflusst werden. Und schließlich soll sich die Lösung später bei Bedarf erweitern lassen. Preiswerte Kupferleitungen Die ersten Überlegungen der Dieng-Mitarbeiter hinsichtlich der Vernetzung der auf dem Betriebsgelände verbauten Komponenten gingen in Richtung Glasfaser-Kommunikation. Bei der Planung zeigte sich allerdings, dass dies nicht die beste Lösung für die beschriebene Anwendung ist. Denn im Vergleich zu einer Kupferleitung erweist sich Glasfaser als teurer. Außerdem sind zur Installation der Kabel spezielle Werkzeuge notwendig. Wird die Glasfaser-Leitung dann später aus Versehen beschädigt, muss Landwirt Endres für die Reparatur einen Spezialisten anfordern. Nicht zu vergessen, dass die Konverter, die zur Umwandlung von Ethernet auf Glasfaser erforderlich sind, je nach verwendeter Glasfaser kostspielig sein können. Vor diesem Hintergrund hat sich Dieng Schaltanlagen für eine preiswertere Kupferleitung in Kombination mit dem Ethernet-Extender PSI-Modem-SHDSL/ETH von Phoenix Contact entschieden (Bild 3). Hohe Datenrate und Reichweite Beim Einsatz in Biogasanlagen bietet das PSI-Modem-SHDSL/ETH einige Vorteile. So lässt sich die Datenübertragung weiterhin über das dem Endanwender vertraute klassische Kupferkabel realisieren. Das Verlegen der Leitungen und Anschließen der Adernpaare kann jeder Elektriker übernehmen. Zudem sind die Geräte von Phoenix Contact einfach in der Handhabung. Obwohl Ethernet-Datenpakete weitergeleitet werden, muss der Anwender den Ethernet-Extender nicht mit einer IP-Adresse konfigurieren, da er als einfacher Medienkonverter arbeitet. Das bedeutet, dass die Ethernet-Daten auf der einen Seite der Strecke moduliert, über das Kupferkabel übertragen und anschließend auf der anderen Streckenseite wieder demoduliert werden. Auf diese Weise können abhängig vom Querschnitt des Kabels Entfernungen bis 20km überbrückt werden. Für die Inbetriebnahme des PSI-Modem-SHDSL/ETH wird also kein IT-Fachmann benötigt. Darüber hinaus ermitteln die Geräte automatisch untereinander die maximal auf der Kupferleitung mögliche Datenrate. Bei einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung über ein einfaches Kupferadernpaar lassen sich somit Datenraten bis 15MBit/s umsetzen. Daher kann Franz Endres das Kupferkabel später auch zur parallelen Weiterleitung von Videodaten nutzen. Störungsfreier Datenaustausch Alle Ethernet-Extender von Phoenix Contact unterstützen den Anschluss von zwei Kupferadernpaaren. Deshalb lässt sich die Punkt-zu-Punkt-Verbindung problemlos in eine Linienstruktur erweitern. Im Vier-Draht-Betrieb kann alternativ eine Redundanz-Strecke aufgebaut oder die Datenrate bei Bedarf auf bis zu 30MBit/s verdoppelt werden. Für die Biogasanlage ist die hohe Datenrate jedoch erst einmal sekundär. Wichtiger waren Endres und Dieng die einfache Diagnose-Möglichkeit des PSI-Modem-SHDSL/ETH sowie die zuverlässige Kommunikation. So zeigen LEDs, die sich auf der Gerätefront befinden, den aktuellen Status des Ethernet-Extenders an. Vor Ort können die Mitarbeiter des Landwirts auf den ersten Blick erkennen, ob die Daten auf der jeweiligen Kupferstrecke übertragen werden oder ein Fehler aufgetreten ist. Ein Modulationsverfahren, das dem Konzept beim privaten DSL-Anschluss ähnelt, sorgt hier für einen störungsfreien Datenaustausch selbst unter erschwerten elektromagnetischen Bedingungen. Das PSI-Modem von Phoenix Contact arbeitet allerdings mit einer als SHDSL bezeichneten Variante. Im Gegensatz zum DSL-Anschluss ermöglicht SHDSL eine symmetrische Datenübertragungsrate in beide Richtungen, was für industrielle Anwendungen optimal ist. Profibus-basierte Lösung