Wide-Area-Controller

Die Saia PCD3 Wide-Area-Controller sind freiprogrammierbare, industrielle Steuer- und Regelgeräte mit Web-, IT- und Telekommunikations-Funktionen. Sie sind mit 100x140x74mm kompakt in den Abmessungen und konzentrieren in einem \’Alles-in-Einem\‘-Konzept sämtliche Funktionalität auf engstem Raum. Die Steuerung Der Wide-Area-Controller basiert auf der Standard-PCD3-Technologie, die Programme sind voll kompatibel und alle Funktionen, die eine Standard-PCD3-Steuerung enthält, sind auch hier verfügbar. Der Programmspeicher beträgt 512kByte, ein Backup-Speicher von ebenfalls 512kByte sorgt für die nötige Sicherheit. Ein Onboard-Filesystemspeicher kann zusätzlich bis zu 1MByte an Daten speichern. Davon unabhängig hat die SPS über Funktionsbausteine Zugriff auf eine SD-Flashkarte, die derzeit bis zu 1GByte groß sein kann. Auf das Filesystem kann übrigens auch via FTP-Protokoll zugegriffen werden. Da wären wir schon bei den außergewöhnlichen Ausstattungsmerkmalen der PCD3, die auch für die WAC-Variante gelten. Diese Steuerungen verfügen nämlich über ausgesprochene IT-Fähigkeiten, den sogenannten Automationserver, der aus Webserver, FTP-Server und E-Mail-Client besteht. Dementsprechend erfolgt die Visualisierung der PCD3-Geräte üblicherweise über einen Web-Browser. Zudem können die WAC-Geräte durch das integrierte GSM/GPRS-Modem SMSen versenden. Eine Lithium-Batterie puffert die Daten auch ohne Spannungsversorgung bis zu drei Jahren. Die Betriebstemperatur liegt bei üblichen 0 bis 55°C. Kommunikationsfreudig Neben den zahlreichen Kommunikationsmöglichkeiten für Fernwartungszwecke sind bei den Wide-Area-Controllern wie bei klassischen RTU-Stationen (Remote Terminal Unit) einige E/As schon im Minimalsystem vorhanden. Dies sind bei der Saia zehn digitale Eingänge, vier konfigurierbare Analogeingänge und zwei Relaisausgänge. Zudem können die Steuerungen lokal mit den Standarderweiterungen der PCD3 erweitert werden. Darüber hinaus steht eine Erweiterungsschnittstelle RS485 (optional kann eine zusätzliche RS232, RS422/485 Schnittstelle hinzugefügt werden) zur Verfügung. Die lokalen E/As können zudem mit Profi-S-IO oder Ethernet-Remote I/O erweitert werden. Entfernte Kommunikation Um eine sichere Erreichbarkeit der Automationsstation zu gewährleisten, stehen ein Ethernet-LAN und eine Telefonverbindung per Analogmodem, ISDN oder GSM/GPRS zur Verfügung. Zudem sind viele Kommunikationsprotokolle implementiert, so z.B. Modbus RTU bzw. TCP, IEC870-5-101/103/104, TCP/IP- PPP, SMTP, http, FTP, DHCP, SNMP. Der Erweiterbarkeit sind also kaum Grenzen gesetzt. Das Grundgerät besitzt außerdem eine USB-Schnittstelle, über die es programmiert und paramietriert werden kann. Die Programmierung Gerätekonfigurationen, die einfach und erweiterbar sind, ermöglichen es, die Außenstationen ohne Programmierkenntnisse in Betrieb zu nehmen. Vordefinierten Bedienkomponenten für Alarmier-, Melde- und Datenlogging-Anwendungen erleichtern die Applikationserstellung erheblich. Eigene Funktionen können mit der Saia PG5 Programmierumgebung (FUPLA, IL, GRAFTEC) realisiert werden. Anwendungsbeispiel Eine typische Applikation – und gleichzeitig die erste große Applikation, ist eine Straßenbeleuchtung in Portugal. Dort werden diese RTU-Stationen eingesetzt, um kalendarisch das Licht entsprechend ein- bzw. auszuschalten, aber auch zu reduzieren. Zu den Hauptverkehrszeiten wird das Licht beispielsweise voll eingeschaltet, während der Nacht reduziert, kann aber bei speziellen Ereignissen wie einem Unfall wieder auf volle Lichtleistung gefahren werden. Dadurch werden erhebliche Energiekosten gespart. Es gibt dort Firmen, die diese Geräte aus eigenen Mitteln installieren. Diese schließen einen Vertrag mit der Gemeinde oder dem Endkunden über eine bestimmte Zeitdauer ab, bis das Gerät amortisiert ist. Nach dieser Zeitdauer geht die ganze Installation dann in das Eigentum der Endkunden über. Der Gewinn der Firma schöpft sich also ausschließlich aus der eingesparten Energie. Der Vorteil für die Gemeinde: Sie spart sich den Kostenaufwand und das Risiko für die Investition in die Energiesparmaßnahme, profitiert jedoch nach Ablauf der Amortisationszeit von den geringeren Energieverbräuchen. In jeder Trafo-Unterstation ist eine PCD3 WAC installiert. Alle wichtigen Eigenschaften der PCD3 Wide-Area-Controller werden hier verwendet. Weil mit anderen Geräten die Hardware- und Integrationskosten erheblich höher gewesen wären, kam die Saia zum Zuge. Die gesamte Applikation wird mittels GSM/GPRS ferngewartet und bei Bedarf kann über diese Schnittstelle steuernd eingegriffen werden. Die Steuerung hat im Standardfall durch einen hinterlegten Kalender mit Schaltinformationen die Kontrolle über die Aktuatoren der Straßenbeleuchtung (Trafostation). Diese Daten können bei Bedarf aus dem Leitsystem jederzeit verändert werden. Mithilfe des Flash-Speichers werden ständig Energiedaten mitgeloggt, die für eine spätere Prozessauswertung und Nachweis benötigt werden können. Eine Alarmierung erfolgt bei Bedarf via SMS direkt aus dem Gerät. Wichtig war in dieser Anwendung auch die freie Programmierbarkeit, um die doch sehr speziellen Steuerungsaufgaben realisieren zu können. Je eine Trafostation steht im Regelfall für einen Straßenzug. In einem ersten Schritt sind wir dort in 70 Stationen im Einsatz. Ende letzten Jahres hat man die ersten Stationen in Betrieb genommen. Fazit Die Besonderheit des Saia PCD3 WAC und der Unterschied zu anderen Fernwirkkomponenten ist die Tatsache, dass es sich um eine ausgewachsene SPS handelt. Dank den zahlreichen Kommunikationstreibern wie Modbus, EIB, M-Bus usw., eignet sich das System auch gut für die Anbindung von Fremdsystemen, die nicht über diese Eigenschaften wie Webserver, FTP-Server verfügen, um diese an die Telekommunikationsnetze, Internet usw., anzubinden. Der große Flash-Speicher kann genutzt werden, um große Datenmengen zu loggen. (kbn) Kasten 1: IT-Funktionen in der Steuerung Ohne spezifische Software-Tools können Anwendungen auf einer PCD3 über einen Webbrowser visualisiert und konfiguriert werden. Der integrierte Web-Server dient einerseits der Bedienung der Steuerung, aber auch der Visualisierung der Applikation. Zu den weiteren Funktionen, die man üblicherweise nicht in einer Steuerung findet, gehört ein Dateisystem, auf das der Benutzer über FTP Zugriff erhält. Hier können beispielsweise Bedienungsanleitungen, aber auch Logfiles oder Qualitätsdaten abgelegt werden. Ein integrierter FTP-Server ermöglicht hier den Zugriff via FTP-Client. Ein E-Mail-Client sorgt dafür, dass das System auch E-Mails versenden kann. Die Anwendung der IT-Funktionen selbst erfolgt in der gewohnten Programmieroberfläche für die Erstellung des SPS-Programms. Der Zugriff darauf geschieht in der Regel in Form von Funktionsbausteinen. Hier wird dem Programmierer die Arbeit durch selbsterklärende Dialoge vereinfacht, die lediglich den Eintrag von selbst erklärenden Parametern erfordern. HMI-Stand: Halle 13 Stand E60/01