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Funksortiment in der Prozesstechnik komplettiert

Bild 1. Für die drahtlose Übertragung von Signalen über kurze Distanzen bieten sich lizenz- und anmeldefreie Industriebänder an. Bei großen Distanzen stellen Modems in Verbindung mit der GSM/GPRS-Technologie die geeignete Lösung dar. Mit Plicsradio und Plicsmobile werden entsprechende Lösungen angeboten

Bild 2. Die Einkanalversion Plicsradio ist ideal für den klassischen Ersatz der Leitung vom Hart-Sensor zum Leitsystem. Dabei kommt, neben der Sendeeinheit T61 vor Ort, das zugehörige Emfangsgerät R61 zum Einsatz. Dieses steht in der Nähe der Warte, empfängt das Funksignal und liefert das entsprechende (4…20 mA)-Signal direkt zum Leitsystem

Bild 3. Die Mehrkanalversion der Sendeeinheit Plicsradio T62 überträgt neben Hart-Signalen auch (4…20 mA)-Signale sowie binäre Schalteingänge drahtlos zum Empfänger R62. Dieser gibt die Informationen an das Auswertgerät C62, bei dem Signale in Form von Analogausgängen, Relaisausgängen oder RS-232-Schnittstellen mit Modemanbindung oder Ethernet zur Verfügung stehen

Bild 4. Die Silo- und Tankbewirtschaftung im Rahmen des Geschäftsmodells Vendor Managed Inventory (VMI) erfordert eine zuverlässige Messtechnik und zuverlässige Datenfernübertragung. Für die Einbindung freistehender Tanks oder Silos ist das GSM/GPRS-Modul Plicsmobile die richtige Wahl

Die Akzeptanz von Funklösungen in der Industrie und in der Prozessindustrie im Speziellen war lange Zeit wenig vorhanden. Das Fortschreiten der Technik, unter anderem hinsichtlich der Sicherheit sowie der Koexistenz von mehreren Funklösungen in einer Anlage, sowie die Vorteile in vielen Anwendungen haben Kunden jedoch mittlerweile überzeugt. Vega hat bereits früh den Weg in Richtung drahtlose Datenübertragung beschritten und baut diesen nun weiter aus, unter anderem mit Wireless Hart.

Die Prozessautomation ist ein konservatives Umfeld. Ob in der Chemie oder im Kraftwerksbereich: Wandel vollziehen sich langsam und nur dann, wenn sie keine Unsicherheitsfaktoren in sich bergen. Bei der Funktechnologie warf jedoch lange Zeit der Sicherheitsaspekt Fragen auf. So war zum einen die sichere Datenübertragung im Sinn von Sicherheit gegenüber dem Zugriff durch unberechtigte Dritte kritisch. Zum anderen gab es Bedenken, ob die Daten auch tatsächlich bei der Empfangseinheit ankommen. „Fehlende Standards haben die Akzeptanz auf Kundenseite lange Zeit verzögert“, berichtet Juan Garcia, Produktmanager Kommunikation bei der Vega Grieshaber KG. Das Unternehmen hat bereits früh sein Produktsortiment in Richtung Funktechnologie ertüchtigt. „Die Vorteile, die diese Technologie in den Anwendungsfeldern unserer Produkte mit sich bringen, sind groß. Deshalb waren wir bereits vor Jahren überzeugt, dass Kunden diese in jedem Fall für sich nutzen werden. Und ich denke, es wird noch eine massive weitere Verbreitung in den nächsten Jahren folgen“, lautet seine Einschätzung.

Frühzeitig Erfahrungen gesammelt
Gerade in weitverteilten Anlagen oder im Bereich Wasser/Abwasser mit seinen großen Ausdehnungen bieten die verschiedenen Ausprägungen der Wireless-Technologie Vorteile. „Im Anlagenbereich genügt in aller Regel die Überbrückung einer Strecke von ca. 1 km bei der Datenübertragung. Entsprechend bietet sich hier die Nutzung des 2,4-GHz-Bands an. Für weitere Übertragungswege, also den Fernbereich, stellt das GSM- oder GPRS-Funknetz die passende Lösung dar“, so. J. Garcia.

Lösung für den Nahbereich
Für den Nahbereich hat Vega seit ca. vier Jahren das Plicsradio im Sortiment (Bild 1). Es wurde für den Einsatz an den Plics-Sensoren zur Messung von Füllstand, Grenzstand und Druck konzipiert. Dabei überträgt es (4…20 mA)-Signale sowie Schaltzustände im 2,4-GHz-Band. Hier versorgt die Sendeeinheit die angeschlossene Sensorik. Das Plicsradio-Sortiment umfasst Lösungen für die ein- und mehrkanalige Kommunikation. Zur einkanaligen Kommunikation werden Transmitter T61 und Receiver R61 angeboten (Bild 2). Für die mehrkanalige T62 und R62 (Bild 3). Die Empfangseinheit gibt die empfangenen Messwerte je nach Ausführung an den (4…20 mA)-Ausgang oder an eine Auswerteinheit weiter. Sollen die Messwerte in Anlagennähe visualisiert werden, eignet sich dafür die Anzeigeeinheit D61, die in Funkreichweite installiert wird.
„Diese 2,4-GHz-Lösung mit dem Plicsradio bietet sich an, wenn das Verlegen einer Leitung zu aufwendig oder gar nicht möglich ist“, so der Produktmanager. Dies sei beispielsweise der Fall, wenn Flüsse, Straßen oder Bahnlinien die Übertragungsstrecke kreuzen. Als weiteres Einsatzbeispiel nennt er mobile Anlagenteile. Weiter erklärt er: „Der Einsatz unseres Plicsradio-Portfolios ist vor allem für die Anwendungsfälle interessant, bei denen beispielsweise unkritische Füllstände ein- bis zweimal am Tag erfasst und weitergeleitet werden. Hier ist eine Datenübertragung in Echtzeit zumeist nicht gefordert.“ Bezüglich der Bedenken hinsichtlich des Zugriffs Dritter auf die Daten fügt er an: „Wir bieten dem Kunden die Vergabe einer PIN an, die sie bei der Datenabfrage vorab eingeben müssen.“

Sortimentsausbau in Richtung Wireless Hart
Was den Bereich der Standardisierung anbelangt, ist der Markt nun ebenfalls einen Schritt weiter; zwei Funkstandards kristallisieren sich heraus: Wireless Hart und ISA 100. „Der überwiegende Teil unserer Kunden ist an einer Lösung auf Basis von Wireless Hart interessiert“, informiert der Produktmanager. Entsprechend soll das Funksortiment dahin gehend ausgebaut werden. Dabei kommen den Sensorspezialisten die Erfahrungen der letzten Jahre im 2,4-GHz-Band zugute. J. Garcia: „Wir kennen uns mit dem Einsatz verschiedener Funklösungen innerhalb einer Anlage aus und können den Kunden dahingehend beraten. So ist gerade das Thema der Beeinträchtigung durch mehrere auf einem Frequenzband funkende Standards nicht unerheblich. Das Frequenzsprungverfahren und darüber hinaus das FHSS (Frequency Hopping Spred Spectrum) bieten hier bereits gute Möglichkeiten“, informiert der Kommunikationsexperte. Durch die Ergänzung der Produktgruppe um Wireless-Hart-Lösungen werden neben den bislang möglichen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen auch vermaschte Netze realisierbar. „Der Vorteil eines Mesh-Netzes liegt darin, dass auch Sensoren ohne direkte Funkverbindung untereinander und über andere Sensoren und Feldgeräte miteinander kommunizieren können“, verdeutlicht J. Garcia. Außerdem sieht er hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Datenübertragung dadurch weitere Vorteile und Akzeptanzgewinn für die drahtlose Datenübertragung. „Ein Netzwerkmanager überwacht und verteilt die Aufgaben innerhalb des Netzes. Zudem plant er das Zeitverhalten des gesamten Netzwerks, das mittels TDMA-Verfahren (Time Division Multiple Access) realisiert wird. Dabei erhält jeder Sensor einen festen Zeitschlitz zugeteilt“, informiert er im Detail.

Lösung für den Fernbereich
Eine weitere, aktuell bereits verfügbare Innovation innerhalb des Vega-Funkangebots stellt das Plicsmobile (Bild 1) dar. Dabei handelt es sich um eine kompakte Lösung zur Überbrückung von beliebigen Distanzen. Prädestinierte Einsatzgebiete sind mobile Silos, Tiefbrunnen, Hochbehälter, Fluss- und Seepegel, Altölsammelstellen oder Sammelstellen für Recyclingmaterialien.
Bislang hatte Vega für die drahtlose Datenfernübertragung eine Kombination von Sensor und GSM- bzw. GPRS-Modem mit Auswertegerät angeboten. Ein Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass sich die Sensoren über die Auswerteeinheit speisen lassen. Die galvanische Trennung wird hierbei quasi mitgeliefert, sodass der Einsatz im Ex-Bereich problemlos möglich ist. Diese Variante ist sowohl einkanalig- als auch mehrkanalig ausbaubar. „Dabei werden mit dem Auswertegerät zudem kleinere SPS-Funktionalitäten abgedeckt und SMS- bzw. E-Mail-Benachrichtigungen versandt“, so J. Garcia.

Mit Plicsmobile wird nun eine neue GSM/GPRS-Funkeinheit für Plics-Sensoren angeboten. Diese steht zum einen als eigenständiges Gerät Plicsmobile T61 zur Verfügung. Zum anderen gibt es für die neuen Plics-Plus-Sensoren eine integrierte Einheit. „Durch die SIM-Karte und das integrierte Modem ist eine weltweite Datenübertragung via GPRS bzw. GSM möglich. Das bedeutet, dass wir die Daten unserer Plics-Sensoren in fernen Ländern auslesen und gegebenenfalls auch darauf zugreifen können“, verdeutlicht der Produktmanager. Als weiteren Vorteil nennt er das integrierte Energiemanagement der Geräte. Dazu erklärt er: „In vielen Anwendungen werden Füllstände nicht minütlich, sondern nur ein- bis zweimal pro Tag abgefragt. In diesem Fall macht es Sinn, das Gerät im Stand-by-Modus zu fahren und zur Abfrage ,zu wecken‘.“ Die entsprechende Einstellung erfolgt via Pactware bzw. DTM. Dabei kann man zwischen zeit- und ereignisgesteuerter Datenfernauslesung wählen.

Ursprünglich war Plicsradio bereits für Ende 2009 angekündigt worden. Als Gründe für die Verzögerung nennt J. Garcia: „Zum einen gab es aktuelle Entwicklungen, zum Beispiel im Bereich der Batterien, die wir als entscheidend für unser Produkt ansahen. So gab es im ersten Step Überlegungen, statt einer Batterie einen Akku zu verwenden und eine Speisung via Solar-Panel zu ermöglichen. Lithium-Batterien bieten bei unserem Nutzungsverhalten mittlerweile eine sehr lange Lebensdauer. Diese ist für unsere Einsatzbereiche absolut ausreichend, sodass wir von einer Panel-Speisung zunächst absehen werden.“ Als weiteren Verzögerungsgrund nennt er die weltweit verschiedenen Mobilfunknetze der unterschiedlichen Provider. Eine weltweite Abdeckung mit einem Netz ist in der Regel nicht gegeben. „Aus diesem Grund werden wir ab dem nächsten Jahr SIM-Karten-Pakete mit Komplettabdeckung anbieten. Geplant sind zunächst solche für die Länder Deutschland, Österreich und die Schweiz“, informiert der Experte.

Größter Vorteil: Vendor Managed Inventory
Im Zug der immer weiteren Datenverknüpfung und des Vendor Managed Inventory (VMI) bietet Vega sowohl für Plicsradio als auch für Plicsmobile die Software Web-VV an (Bild 4). Mit dieser webbasierten Software zur Messwerterfassung und -darstellung lassen sich die Füllstandsdaten archivieren und grafisch visualisieren. Daneben sind über sie als Basis akustische und visuelle Meldungen absetzbar. „Unsere VMI-Software ermöglicht zudem den Datenexport zu ERP-Systemen. Damit ist die automatische Weiterverarbeitung der Bestandsdaten in Warenwirtschaftssystemen möglich: Nähert sich der Füllstand beispielsweise in einem Mehlsilo dem zuvor festgelegten Minimum, wird eine entsprechende Meldung abgesetzt und gleichzeitig innerhalb des ERP-Systems eine Bestellung für eine neue Lieferung generiert. Dadurch ist eine Kostenreduktion innerhalb der logistischen Prozesse in vielen Branchen realisierbar“, verdeutlicht J. Garcia.

Breites Gesamtlösungsspektrum
In Summe sehen sich die Experten für die Messung von Füllstand, Grenzstand und Druck auch für Wireless-Anwendungen gut gerüstet. „Wir bieten aktuell Lösungen für die ein- und mehrkanalige Kommunikation sowohl für den Nah- als auch den Fernbereich an“, so J. Garcia. Bis zu 16 Sensoren sind im Mehrkanalbereich anbindbar. „Wenn wir im Herbst zusätzlich eine Wireless-Hart-Adapter-Lösung anbieten und damit auch vermaschte Netze ermöglichen, ist unser Funkangebot rund“, so J. Garcia.

Neubau schafft über 10 000 m 2 mehr Nutzfläche
Seit 1975 ist Vega am Standort Schiltach ansässig. Zum damaligen Zeitpunkt wurden 100 Mitarbeiter beschäftigt. Bis heute hat sich die Zahl der dort ansässigen Mitarbeiter fast verfünffacht. Allein in den letzten zehn Jahren wurden 100 neue Arbeitsplätze am Hauptsitz geschaffen. Im gleichen Zeitraum konnte der Umsatz mehr als verdoppelt werden. Weltweit wurden im letzten Jahr 1 000 Mitarbeiter beschäftigt und ein Umsatz von 226 Mio. € erwirtschaftet.
Diese Expansion hat auch einen Ausbau der Produktions- und Büroflächen in Schiltach notwendig gemacht. So wurde 2009 mit dem Bau eines fünfstöckigen Erweiterungsgebäudes begonnen, das nun fertiggestellt ist und aktuell bezogen wird. Insgesamt stehen damit 10 400 m 2 Nutzfläche zusätzlich zur Verfügung. Die Investitionssumme belief sich auf rund 15 Mio. €.
Den größten Nutzen in Bezug auf räumliche Expansion verbucht die Keramik-Messzellenfertigung. Sie belegte zuvor ca. 360 m 2 Fläche und ist nun auf 1 300 m 2 untergebracht. Auch die Elektronikfertigung profitiert auffallend. Sie verdoppelt ihre Fläche (von 1 400 m 2 auf 3 000 m 2). Die Fertigung der Vibrationsgrenzschalter und der Druckmesstechnik bauen ihre Fläche jeweils von 1 300 m 2 auf 2 000 m 2 aus.
„Beim Umzug der Abteilungen stand auch die Optimierung der Prozesse im Vordergrund“, erklärt Wolfgang Werner vom Bereich Marketing/Technische Dokumentation bei Vega.
In einigen Bereichen, zum Beispiel der Elektronikfertigung, geht mit dem Umzug eine Ausweitung der Kapazitäten einher. Auch im Prüf- und Zertifizierungsbereich treten immer neue Anforderungen auf den Plan, die auch einen Ausbau in diesem Bereich erforderlich machen.
„Wir gehen davon aus, dass der Umzug Anfang nächsten Jahres abgeschlossen sein wird. Dann sind wir für das Wachstum, das wir in den nächsten Jahren erwarten, gut gerüstet“, so. W. Werner. Für das laufende Geschäftsjahr erwartet Vega ein Umsatzwachstum im Vergleich zu 2010 von mindestens 7 %.

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Autor: Inge Hübner