Matsushita ordnet die Namens- und Markenstrategie neu

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1 Rudolf-Diesel-Ring Holzkirchen Matsushita ordnet die Namens- und Markenstrategie neu Produkte heißen Panasonic Wir ab sofort auch! Seit dem heißen wir nicht mehr Matsushita Electric Works Deutschland GmbH, sondern Systeme der Automatisierungstechnik, Relais und Komponenten werden Teil der Weltmarke Panasonic. Alle neu eingeführten Produkte tragen anstelle von NAiS das Panasonic-Logo. Mit dem Schritt zur einheitlichen Markenidentität verbinden wir Innovationspotential und Produktqualität mit der hohen Akzeptanz, die Panasonic bei Kunden weltweit genießt. Nutzen Sie diese Synergien zur Stärkung Ihrer Wettbewerbsposition. Verfügbarkeit und Innovation ist unsere Stärke: Ein weltweit agierender Konzern garantiert für eine langfristige Verfügbarkeit seiner Produkte. 1

2 -Lösungen mit Standard SPS-Steuerungen 2

3 Was ist? steht für General Packet Radio Service und bedeutet Paketorientierte Übertragung von Daten nutzt die vorhandenen GSM900 und GSM1800 Mobilfunknetze Überträgt im Internetprotokoll (Übertragung von TCP/IP Protokollen) Ermöglicht direkten Zugriff aus dem Internet (Client Server) Überträgt ähnlich schnell wie ISDN (je nach Endgerät) Ermöglicht keine Anwahl über Telefonnummern! Welche Vorteile bietet? Endgerät von Dr. Neuhaus TAINY GMOD-T1 ist viel preiswerter als andere Übertragungsverfahren ermöglicht eine Verbindung über Standleitungsqualität per Funk ist nach power-on immer verbunden gewährt eine sichere Datenübertragung erhöht die Abfrageraten und Reaktionszeit baut auf GSM-Netze auf und ist dadurch flächendeckend verfügbar migriert Funkdatenübertragung mit WEBTechnologie ist die Abkürzung General Package Radio Service. bezeichnet die Technologie für den Internetzugang über Mobilfunk. Dabei sind Übertragungsgeschwindigkeiten ähnlich wie bei ISDN möglich. Der Datendienst existiert bereits seit 2001 und wird in erster Linie bei Handys genutzt. Erst ab 2005 wird dieser Dienst auch für Wasserversorger und Abwasserzweckverbände, Energieversorger, Umwelt- und Verkehrstechnik usw. in Verbindung mit neuen Endgeräten, neuen M2M Tarifen und einer völlig neuen Technologie interessant. Der Grund für diese relativ späte Nutzung liegt zum einen an der Preisanpassung der Telekommunikationskonzerne und zum anderen an der Tatsache, dass zwei Endgeräte sich nicht direkt wie bei GSM möglich untereinander ohne feste IP-Adressen unterhalten (kommunizieren) können. Fest IP-Adressen sind jedoch teuer und stehen nicht in den benötigten Mengen zur Verfügung. ist überall dort verfügbar, wo auch eine GSM Verbindung möglich ist! 3

4 Wann ist für Sie interessant? Wenn Alarmdaten schnell übertragen werden sollen (Anwahlvorgang dauert zu lang) Wenn die Übertragung per CSD (Verbindungsaufbau) oder SMS zu teuer wäre Wenn aktuelle Daten einem Leitsystem wie bei einer Standleitung ständig zur Verfügung stehen sollen Wenn eine Verbindung zu Visualisierungssystemen per TCP/IP erfolgen soll Wenn eine große Anzahl von Außenstationen ohne Telefonverbindung und Kabel überwacht und ferngesteuert werden sollen Wenn Daten einer SPS per HTML visualisiert und übertragen werden sollen (WEB Technologien mit FP Web-Server) Wenn höhere Übertragungsraten benötigt werden (mehr als 9.6 kb/s) Als Ersatz für bestehende Fernwirklinien Zukunftslösung für neue Fernwirklinien mit Internettechnologie Nicht für alle Datenübertragungsaufgaben ist gleichermaßen geeignet. Dieser Dienst wird jedoch in Kürze aufgrund der gefallenen Kosten für die Datenübertragung viele andere Dienste, insbesondere GSM (CSD Verbindungen und SMS) ersetzen. Panasonic bietet folgende Alternativen zu an: Zeitschlitztechnik (Funk bis 30 km) Funk 868 mhz (Funk bis 5 km) GSM über SMS (bei Störmeldesystemen mit sehr geringen Datenmengen und wenigen Übertragungen pro Tag) ISDN oder Modem (Stand- und Wählleitungsbetrieb) Partyline Betrieb (Modemverbindung über private bzw. eigene Kabelnetze) Zusätzlich sind Netzwerke wie Ethernet TCP/IP, PROFIBUS oder IEC verfügbar. Weitere Netzwerke auf Anfrage. 4

5 Anforderungen an Bisherige Anforderungen an die Lösung Standleitungsbetrieb Wählleitungsbetrieb Verbindungsaufbau über AT-Kommandos Datenabfrage in langen Zeitintervallen Neue zusätzliche Anforderungen an die Lösung Transport geringer Datenmengen Häufige Datenabfrage in kurzen Zeitintervallen Kurze Verbindungs- und Verbindungsaufbauzeiten Wirtschaftliche Betriebskosten bei den o.a. Punkten Zugriff auf Daten und Informationen nicht nur über die Zentrale Internettechnologie (WEBTechnologie) Die Anforderungen für eine Datenübertragung sind bekannt. Zusätzliche Anforderungen liegen insbesondere in der ständigen Verfügbarkeit der Informationen. Dies kann nur über das Internet gewährleistet werden. Deshalb sind Datenübertragungswege erforderlich, die das Internet als Medium nutzen, erforderlich. Hinzu kommt die moderne TCP/IP Technik, auf die zurückgreift. Stand-Anlone-Fernwirktechnik wird damit praktisch direkt in das Betriebsanlagennetz integriert, da Ethernet Technologie zum Einsatz kommt. Kompatibilitätsprobleme werden dadurch bereits weitestgehend vermieden. 5

6 Sicherheit und Verfügbarkeit T-Mobile und Vodafone stellen sicher, dass die Geräte zwar auf das gesamte Internet zugreifen können, aber gegen Angriffe aus dem Internet heraus durch Firewalls und DMZ vollkommen abgeschottet sind. Der Verbindungsaufbau erfolgt ausschließlich durch den Client (Kommunikationsendgerät, SPS) zum Server. Da zum Client selbst keine Verbindung aufgebaut werden kann, ist dieser auch generell nicht angreifbar. Panasonic verwendet für die Datenübertragung ein speziell optimiertes Protokoll, so dass die Datenpakete auf ein geringeres Volumen optimiert werden. Hiermit wird die Datenübertragungsgeschwindigkeit weiter erhöht und die Kosten für die Übertragung gesenkt. Optional kann das Fernwirkprotokoll IEC für die Datenübertragung verwendet werden. Dies verursacht jedoch geringfügig höhere Übertragungskosten. Die Telefonprovider geben auf Anfrage gerne eine Verfügbarkeitsgarantie Ihres Netzes ab. Sowohl T-Mobile als auch Vodafone wenden ein Verfahren bei der Vergabe von privaten Internetadressen an - NAT NAT (Network Address Translation) ist in Computernetzwerken ein Verfahren, bei dem private IP-Adressen auf öffentliche IP-Adressen abgebildet werden. Werden auch die Port-Nummern umgeschrieben spricht man dabei von Maskieren oder PAT (Port Address Translation). Verwendung NAT wird aus verschiedenen Gründen verwendet. Hauptsächlich ist NAT notwendig, weil öffentliche IP-Adressen immer knapper werden und man deshalb private IP-Adressen einsetzen muss. Zum Anderen kann es der Datensicherheit dienen, weil die interne Struktur des Netzwerks nach außen hin verborgen bleibt (Security through Obscurity). Funktionsweise Ein NAT-Gerät verbindet mit zwei Netzwerkkarten das lokale Netz mit dem Internet. Man unterscheidet zwischen Source NAT, bei dem die Quell-IP-Adresse ersetzt wird, und Destination NAT, bei dem die Ziel-IP-Adresse ersetzt wird. Bei Basic NAT wird jede interne IP durch eine externe IP ersetzt. Man spricht deshalb von einer 1:1-Übersetzung. Bei eingehenden Paketen kann anhand der Quell-IP-Adresse und des Tabelleneintrags festgestellt werden, welcher Computer die Pakete angefordert hatte (hier: und ). Der Router kann dadurch die (öffentliche) Ziel-IP durch die ursprüngliche Quell-IP bzw austauschen. Für den Host im internen Netz (z.b ) sind diese Vorgänge transparent, d.h. er bekommt von der Adressumsetzung nichts mit. Masquerading ist eine Implementation von NAPT (Network Address Port Translation), bei dem auch die Ports umgeschrieben werden. 6

7 GSM Luftschnittstelle Wie funktioniert? Der Unterschied zwischen GSM und GSM: Ein Kanal wird von einem Teilnehmer belegt BTS BSC MSC Datenübertragungsgeschwindigkeit: Bit pro Sekunde in Sende- und Empfangsrichtung Begriffserklärungen: BTS: Abkürzung für Base Transceiver Station, eine Basisstation. Auch oft als RBS bezeichnet. Standort des Sende-/Empfangsequipments und also von mindestens einer (Omni-) Zelle, im Falle einer sektorierten BTS auch von mehreren Zellen. Über diese nimmt das Mobiltelefon mit dem Netz Verbindung auf. Jede BTS kann, abhängig von der Konfiguration, zwischen 6 und mehr als 100 Gesprächen gleichzeitig übertragen, bei Verwendung von HR deutlich mehr, bei Verwendung etwa von HSCSD entsprechend weniger. Wie bei Telefonen auch, gibt es Multiband-BTS. BSC: Abkürzung für Base Station Controller, ein Netzelement innerhalb eines GSM-Netzwerkes. Der BSC verwaltet die Sende- und Empfangsressourcen für die an ihn angeschlossenen BTSen (Kanalkonfigurationen, Signalisierung, Frequency Hopping, Handover) und kontrolliert den Datenverkehr zwischen BTS und MSC. Ausserdem steuert er die erforderlichen Transcoder (Umcodierung der GSM-Datenkanäle in 64kbps-Datenkanäle). BTS und BSC bilden zusammen das BSS. BSS Base Station Subsystem, die Summe aus BTS und BSC mit allen dazugehörige Funktionen und Schnittstellen MSC Mobile Switching Center, eine Vermittlungsstelle für Gespräche zwischen Mobilgeräten und ins Festnetz. 7

8 Luftschnittstelle Wie funktioniert? Der Unterschied zwischen GSM und : Das Netzwerk verteilt die Kanäle dynamisch auf mehrere Nutzer BTS BSC SGSN GGSN Geschwindigkeit: Klassen (Geräteabhängig) Sende- und Empfangsrichtung unterschiedlich je Kanal Bit pro Sekunde (Brutto) Klasse 10: 2 (1) Kanäle in Senderichtung 3 (4) Kanäle in Empfangsrichtung SGSN: Abkürzung für serving support node: ist innerhalb des -Netzes verantwortlich für die Zustellung der Datenpakete zu bzw. den Empfang der Datenpakete von den mobilen Endgeräten, die sich innerhalb seines Servicegebietes befinden. Die Aufgaben des SGSN sind das korrekte Routing sowie die Übertragung der Datenpakete, die Durchführung der Funktionen des Mobility Management (anmelden/abmelden, Standortaktualisierung), das Management der logischen Verbindungen sowie Authentisierungs- und Vergebührungsfunktionen. Bestandteil des SGSN ist ein location register, das die Standortinformationen des mobilen Endgerätes (aktuelle Zelle, gegenwärtiges VLR) und die Teilnehmerprofile der Teilnehmer (IMSI, im Paketdatennetz verwendete Adressen) speichert, die in diesem SGSN registriert sind. GGSN: Abkürzung für "Gateway Support Node", eine spezielle Schnittstelle zwischen einem -Mobilfunknetz und einem externen Netzwerk, zum Beispiel dem Internet. 8

9 Technische Lösung (Provider) Kommunikations- Endgerät (KE) T-Mobile Schritt 2: HLR prüft, ob SIM-Karte der KE registriert ist. Internet Firewall Firewall IPsec Unterstation HLR DHCP DSL Server SGSN GGSN Schritt 5: Gesicherte Datenübertragung im Internet Schritt 1: Empfänger erhält Login request vom KE Schritt 4: Übergabe der Datenpakete an das Internet Schritt 6: Leitsystem empfängt Daten über DSL- Verbindung vom Internet Schritt 3: SGSN prüft Profil und routet die Datenpakete weiter HLR: Ein Home Location Register (HLR) ist eine Datenbank und somit Bestandteil des Mobilfunknetzes. Es ist quasi das Heimatregister einer Mobilfunknummer. DHCP: Abkürzung für "Dynamic Host Configuration Protocol". Mit DHCP lassen sich in einem Netzwerk (z.b. Lokales Netzwerk oder Internet) neue Computer leichter integrieren und konfigurieren. Dies geschieht mit Hilfe eines entsprechenden Servers automatisch beim Starten des zu integrierenden Rechners - statt wie sonst aufwändig per Hand. Dies hat insbesondere bei großen Netzwerken den Vorteil, dass der Administrator bei grundlegenden Veränderungen nur einmal die zentrale Konfigurationsdatei auf dem DHCP-Server ändern muss statt die Rechner einzeln. Auch bei Notebooks erspart dies viel Arbeit: In einem neuen Netzwerk wird es einfach mit diesem verbunden und erhält vom DHCP-Server automatisch alle notwendigen Einstellungen, um zum Beispiel ins Internet gehen zu können. DHCP verwendet das so genannte BOOTP für laufwerklose Rechner. SGSN: Abkürzung für serving support node: ist innerhalb des -Netzes verantwortlich für die Zustellung der Datenpakete zu bzw. den Empfang der Datenpakete von den mobilen Endgeräten, die sich innerhalb seines Servicegebietes befinden. Die Aufgaben des SGSN sind das korrekte Routing sowie die Übertragung der Datenpakete, die Durchführung der Funktionen des Mobility Management (anmelden/abmelden, Standortaktualisierung), das Management der logischen Verbindungen sowie Authentisierungs- und Vergebührungsfunktionen. Bestandteil des SGSN ist ein location register, das die Standortinformationen des mobilen Endgerätes (aktuelle Zelle, gegenwärtiges VLR) und die Teilnehmerprofile der Teilnehmer (IMSI, im Paketdatennetz verwendete Adressen) speichert, die in diesem SGSN registriert sind. GGSN: Abkürzung für "Gateway Support Node", eine spezielle Schnittstelle zwischen einem - Mobilfunknetz und einem externen Netzwerk, zum Beispiel dem Internet. IPsec: Das IPsec-Protokoll wurde 1998 entwickelt, um die Schwächen des Internetprotokolls (IP) zu beheben. Es stellt eine Sicherheitsarchitektur für die Kommunikation über IP-Netzwerke zur Verfügung. Das Protokoll soll Vertraulichkeit, Authentizität und Integrität gewährleisten. Daneben soll es vor so genannten Replay- Angriffen schützen - das heißt, ein Angreifer kann nicht durch Abspielen eines vorher mitgeschnittenen Dialogs die Gegenstelle zu einer wiederholten Aktion verleiten. Als Firewall oder Zugangsschutzsystem bezeichnet man bei Rechnernetzwerken ein organisatorisches und technisches Konzept zur Trennung von Netzbereichen, dessen korrekte Umsetzung und dauerhafte Pflege. Durch den immer größer werdenden Ausbau von Netzen wird der Schutz einzelner Netze immer wichtiger. Firewalls greifen hier ein; sie sitzen an den Schnittstellen zwischen einzelnen Netzen und kontrollieren den Netzwerkverkehr zwischen den Netzen, um ungewünschten Verkehr zu verhindern und nur den gewünschten Verkehr weiterzuleiten. Der häufige Einsatz einer Firewall besteht darin, den Verkehr zwischen einem lokalen Netzwerk und dem Internet zu kontrollieren und zu steuern. 9

10 Technische Lösung (Provider/Anwender) Kommunikations- Endgerät (KE) Schritt 1a: Im Kommunikationsendgerät (KE) wird eine eindeutige Geräte- ID und die IP Adresse des managers hinterlegt Schritt 2: KE meldet sich nach power-on im Netz an und erhält private IP-Adresse vom Provider Unterstation Schritt 3: KE nimmt Verbindung mit dem manager auf Schritt 4: manager überprüft Anmeldung auf Berechtigung und hält Verbindung zum KE aufrecht Schritt 1b: Im manager werden eindeutige Geräte ID der KE (Name der Unterstation) hinterlegt I N T E R N E T manager Schritt 5: manager vermittelt Verbindungen zwischen weiteren Unterstationen wenn erforderlich Prozessleitsystem kommuniziert mit manager über OPC manager überwacht ständig die Verbindung mittels watchdog und protokolliert Kommunikationsvolumen Verbindungen sind Internet Verbindungen und können nicht einfach von Punkt zu Punkt wie bei GSM über die Telefonnummer vermittelt werden. Da die Unterstationen jedoch keine feste Internetadresse besitzen, musste ein Verfahren entwickelt werden, das die Kommunikation trotzdem ermöglicht. basiert auf TCP/IP. Bei jedem Einbuchen in das Netz bekommt das Endgerät (d.h. die Unterstation bzw. das Endgerät) eine dynamische IP Adresse zugewiesen. Eine direkte Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern wäre zunächst nicht möglich, da die aktuelle IP Adresse des Partners nicht bekannt ist. Als Lösung hierfür wird ein DNS Router (manager) sowie ein intelligentes Endgerät (Dr. Neuhaus) benötigt. Der manager wird als hochverfügbarer DNS Server mit fester IP Adresse und Internetverbindung installiert und organisiert so den Datenverkehr zwischen den Unterstationen. Die Endgeräte (Client) bauen die Verbindung auf und unterhalten eine dauerhafte Funkverbindung zum manager (Server). Diese Verbindung wird zwar derzeit ein mal pro Tag (meist nachts) von den Providern unterbrochen, dies stellt jedoch kein Problem dar, da sich die Endgeräte sofort wieder einloggen. Die Geräte sind damit quasi immer Online und können Daten und Meldungen (Alarmmeldungen) innerhalb kürzester Zeit übertragen. In der Regel werden die Daten bei einer typischen Unterstation innerhalb von 2-10 Sekunden übertragen. Muss sich das Endgerät neu einloggen, werden hierfür zwischen 30 Sekunden und 2 Minuten benötigt (je nach dem, ob der erste Versuch gelingt oder fehl schlägt). 10

11 Technische Lösung Voraussetzungen für die Zentrale Sie verfügen bereits über einen direkten Internetzugang, der genutzt werden kann ODER Sie beantragen einen direkten DSL Anschluss nur für Ihre Applikation Vorteile dieser DSL-Lösung: Schnelle, sichere Datenübertragung Geringe und kalkulierbare monatliche Fixkosten durch Flatrate (ca. 25 für bis zu 100 Unterstationen!!!) Ausser PC mit Firewall und DSL Router in der Zentrale keine weitere Hardware (Fernwirkkopf, Modems, GSM Module etc.) Keine Spezialisten für Fernwirktechnik notwendig, PC-Kenntnisse reichen aus leicht gemacht: Der DSL- oder Internetanschluss ersetzt praktisch alle anderen Kommunikationsmedien und Hardwarebausteine (Modem, ISDN Interface, Fernwirkkopf) in der Zentrale. Die Kosten einer DSL-Flatrateverbindung können als monatliche Fixkosten ausgewiesen werden, unabhängig von der empfangenen und gesendeten Datenmenge (Hinweis: DSL 1000 reicht völlig aus) Hinweis: Der eingesetzte Computer (ersetzt den Fernwirkkopf) mit DSL-Verbindung muß zwingend durch eine Firewall geschützt werden. 11

12 Technische Lösung Was brauchen Sie für die Zentrale PC als Fernwirkkopf (1) (Bereitstellung Wasserversorger) Firewall (2) (Bereitstellung Wasserversorger) PC DSL-Flatrateverbindung (3) (vom Provider, z.b. Telekom, Fixkosten von ca. 25/Monat) Internet Manager Software (4) (von Panasonic) mit integriertem OPC-Server (wird als SW im PC installiert, Einmalkosten ab 1.950) Dynamische IP Adresse (5) (wird vom Wasserversorger zum Beispiel bei beantragt) (kostenlos) Bausteine für die Zentrale: (1) PC als Fernwirkkopf: Dies kann ein bereits vorhandener PC mit einem Windows Prozeßleitsystem, Visualisierung oder Protokolliersystem sein (WinCC, Wizcon, Zenon, Aquasys, Rittmeier, Intellution ifix, Wonderware InTouch, ACRON etc.) oder ein anderer Windows PC, der als Stand Alone System oder im TCP/IP Netzwerk betrieben wird. Alternativ: FlowChief Prozessleitsystem mit bereits integrierter Funktion und Internetzugang. (2) Firewall, vom Anwender oder einer Computerfirma einzurichten. (3) DSL-Flatrateverbindung (beim Provider beantragen). Über diese Verbindung erhält der PC sämtliche Daten der Unterstationen zu einem monatlichen Fixpreis, je nach Vertragsabschluß (bereits ab 25/Monat) für a l l e Unterstationen. (4) Manager Software: Wird im PC installiert, wickelt den Datenverkehr ab und fungiert als Router. Über die in der Software integrierte OPC Schnittstelle werden die Daten an das Prozessleit-, Visualisierungs- oder Protokolliersystem übergeben. Im einfachsten Fall genügt auch ein Excel Programm. (5) Dynamische IP-Adresse ist zum Beispiel bei DYNDNS zu beantragen (kostenlos unter Wird benötigt, damit die Zentrale eine feste Adresse besitzt. Nur so ist der Datenaustausch mit den Unterstationen über möglich. 12

13 Technische Lösung Internet PC Internet PC mit OPC- Server Programmier -system Programmier PC für Wartung, Parametrierung und Programmierung der Unterstationen PC für Prozessleitsystem Protokolliersystem Leitsystem TCP/IP Netzwerk PC für die Protokollierung der Daten Firewall Der Datenaustausch erfolgt im gesamten Netzwerk Für alle Aufgaben reicht auch ein Computer CPU E/A Internet IPsec Tunnel Provider CPU E/A PANASONIC Unterstation 1 Firewall CPU E/A PANASONIC Unterstation 2 PANASONIC Unterstation..n Wird die Unterstation mit einem Prozessleitsystem eingesetzt und keine Zentrale SPS zur Kommunikation mit der Unterstationen vorgesehen, dann ist eine zusätzliche Installation der Manager und OPC Software im Prozessleitsystem oder im Netzwerk des Prozessleitsystems erforderlich (nur möglich bei Windows basierenden Systemen). Die Kommunikation zu den Unterstationen erfolgt direkt über das Internet und dort über den abgesicherten IPsec Tunnel. Deshalb muss das Prozessleitsystem oder ein anderer Computer im Netzwerk (siehe Bild) eine Standleitungsverbindung zum Internet unterhalten (DSL) und OPC fähig sein. Die manager Software mit OPC Server beinhaltet bereits die Kommunikationsbausteine für die Unterstation und die Einrichtesoftware für die Endgeräte (Einrichtung der Kennung des Endgerätes sowie Adresse des managers). Die Einrichtung kann so selbst innerhalb kürzester Zeit vorgenommen werden, weil lediglich die Funktionsbausteine parametriert werden müssen. Mit dieser Lösung entfallen grundsätzlich bereits die Hardwarekosten für eine Fernwirkzentrale mit SPS sowie das Endgerät für die Zentrale und die monatlichen Gebühren für die Verbindung in der Zentrale. Hinzu kommt jedoch die DSL-Verbindung, die durch eine monatliche Flatrate abgedeckt werden kann und damit bei der anfallenden Datenmenge bereits ab zwei Unterstationen günstiger als ist. 13

14 Technische Lösung Wie sieht die Unterstation aus? Unterstation, z.b. Panasonic CPU (1) Endgerät mit Antenne (2) SIM Karte vom Provider (3) Kabel (5) für die Verbindung zwischen Unterstation und Endgerät sowie Endgerät und Antenne Funktionsbaustein (4) für Unterstation (in der Manager Software bereits enthalten) Bausteine für Unterstation: (1) Unterstation (Speicherprogrammierbare Steuerung), optional mit zusätzlichem Datenspeicher für die Langzeithaltung der Daten (bis zu 2 MByte bei FP-Sigma). Die Panasonic Steuerung muss mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle ausgerüstet sein. Eingesetzt werden können die CPU s der Serie FP0, FPX, FP-Sigma, FP2. (2) Endgerät von Dr. Neuhaus (nur mit diesem Gerät ist eine Kommunikationen möglich!), zusätzlich benötigt wird eine Standard GSM Antenne, je nach Anforderung, mit oder ohne Verstärkung. (3) SIM Karte vom Provider T-Mobile (bietet mit dem M2MConnectarif zugeschnittene Konditionen an) oder anderen Providern. (4) Funktionsbausteinen für die Kommunikation (TB-GRPS-xx). (5) Kommunikationskabel zwischen Steuerung und Endgerät. 14

15 Technische Lösung Internet PC Internet PC mit manager und OPC-Server Programmier -system Programmier PC für Wartung, Parametrierung und Programmierung der Unterstationen PC für Prozessleitsystem Protokolliersystem Leitsystem PC für die Protokollierung der Daten TCP/IP Netzwerk Firewall Der Datenaustausch erfolgt im gesamten Netzwerk Für alle Aufgaben reicht auch ein Computer CPU E/A Internet IPsec Tunnel Provider CPU E/A PANASONIC Unterstation 1 Firewall CPU E/A PANASONIC Unterstation 2 PANASONIC Unterstation..n So kann das System im Netzwerk aussehen: Wird die Unterstation mit einem Prozessleitsystem, einer Prozessvisualisierung oder einem Protokolliersystem eingesetzt, dann ist keine Zentrale SPS zur Kommunikation mit der Unterstationen mehr notwendig. Die Installation der Manager Software (mit integrierter OPC Funktion) im Prozessleitsystem oder im Netzwerk des Prozessleitsystems regelt den gesamten Datenverkehr mit den Unterstationen (nur möglich bei Windows basierenden Systemen). Die Kommunikation zu den Unterstationen erfolgt direkt über das Internet und dort über den abgesicherten IPsec Tunnel. Deshalb muss das Prozessleitsystem oder ein anderer Computer im Netzwerk (siehe Bild) eine Standleitungsverbindung zum Internet unterhalten (DSL) und OPC fähig sein. Die manager Software mit OPC Server beinhaltet bereits die Kommunikationsbausteine für die Unterstation und die Einrichtesoftware für die Endgeräte (Einrichtung der Kennung des Endgerätes sowie Adresse des managers). Die Einrichtung kann so selbst innerhalb kürzester Zeit vorgenommen werden, weil lediglich die Funktionsbausteine in der Steuerung parametriert werden müssen. Mit dieser Lösung entfallen grundsätzlich bereits die Hardwarekosten für eine Fernwirkzentrale mit SPS sowie das Endgerät für die Zentrale sowie die monatlichen Gebühren für die Verbindung in der Zentrale. Hinzu kommt jedoch die DSL-Verbindung in der Zentrale, die durch eine monatliche Flatrate abgedeckt werden kann und damit bei der anfallenden Datenmenge bereits ab zwei Unter-stationen günstiger als alle anderen Telekommunikationslösungen ist (ab 25,00 / Monat je nach Vertrag für die Kommunikation mit a l l e n Unterstationen). 15

16 Technische Lösung Datenaustausch mit Prozessleitsystem über Wann kommt diese Lösung sinnvollerweise zum Einsatz? 1. Wenn bereits ein Internetanschluss besteht ab einer Außenstation 2. Für neue Installationen DSL Verbindung Internet I N T E R N E T Panasonic SPS Prozessleitsystem benötigt einen OPC Server mit integriertem manager sowie festen Internetzugang über DSL SPS IEC /4, TCP/IP, RS232, RS485, CANOpen, Modbus, Profibus DPSlave, RFC 1006, 3964R, MPI Digitale und analoge E/A Prozessanlage Vorteile dieser Lösung: Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen mit Fernwirkzentralen fallen nur ein Bruchteil der Übertragungskosten für die Zentrale an. Die bestehende, kostengünstige Internet Technologie mit DSL-Flatrates bietet sehr günstige Tarife an (monatliche Gebühren liegen selbst bei vielen Unterstationen meist in Regionen von 20,00 bis 30,00). Hardwarekosten für SPS-Zentrale entfallen vollständig. Kein Polling Verfahren wie bei anderen, z.b. der Standard Modbus Lösung. Unterstationen senden selbstständig Daten und Alarmmeldungen an die Zentrale und reduzieren damit die Übertragungskosten wesentlich. Unterstationen verwenden ein offenes, optimiertes Modbus Protokoll, das den entscheidenden Nachteil von Modbus umgeht: Modbus Unterstationen müssen gepollt (von der Zentrale abgefragt) werden und sind dadurch für ein Alarmhandling nicht geeignet. Panasonic Unterstationen senden Daten und Alarmmeldungen ereignisgesteuert. Es werden ausschließlich private IP-Adressen der Provider benutzt. Ein Angriff der Unterstationen über das Internet ist deshalb nicht möglich. Unterstationen sind nur Clients und keine Server. Clients können im Internet nicht gescannt werden. Unterstationen sind immer Online, da sie selbst für die Verbindung zur Zentrale sorgen. 16

17 Technische Lösung Zentrale ohne Internetanschluss Sie verfügen über keinen direkten Internetzugang, der genutzt werden kann ODER Sie möchten eine herkömmliche SPS-Kopfstation Einsatz dieser Lösung nur sinnvoll bei: Maximal 10 bis 20 kleinen Unterstationen Kalkulierbaren monatliche Fixkosten durch M2M Tarife (ab ca. 15 für 4 Unterstationen) SPS Zentrale mit Endgerät erforderlich Kommunikation mit vorhandenen PLT Systemen über Bussysteme mit herkömmlicher Kopfstation: Der Fernwirkkopf besteht aus einer SPS mit Netzwerkanschluss an das vorhandene PLT System sowie einem Endgerät (zwingende Voraussetzung ist GSM Empfang in der Zentrale). Die Übertragungskosten für die Zentrale richten sich nach dem Datenverkehr mit den Unterstationen. Bei 4 Unterstationen, die ihre Daten durchschnittlich alle 15 Minuten übertragen, liegen die Kosten bei mindestens 10,90 + MwSt. Das gesamte Datenaufkommen aller Unterstationen entspricht dem Datenaufkommen der Zentrale. Hinweis: Diese Lösung wird bei mehr als 10 Unterstationen unrentabel! 17

18 Technische Lösung Wie sieht die Zentrale aus? Zentrale, z.b. Panasonic CPU (1) Endgerät mit Antenne (2) SIM Karte vom Provider (3) PLT PC Schnittstelle (6) Kabel (5) für die Verbindung zwischen Unterstation und Endgerät sowie Endgerät und Antenne Funktionsbaustein (4) für Unterstation (in der Manager Software bereits enthalten) Bausteine für die Zentrale: (1) Zentrale (Speicherprogrammierbare Steuerung), optional mit zusätzlichem Datenspeicher für die Langzeithaltung der Daten (bis zu 2 MByte bei FP-Sigma). Die Panasonic Steuerung muss mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle ausgerüstet sein. Eingesetzt werden können die CPU s der Serie FP0, FPX, FP-Sigma, FP2. Hinzu kommt die Schnittstelle (6) zum Prozessleitsystem, der Prozess-visualisierung oder dem Protokolliersystem. (2) Endgerät von Dr. Neuhaus (nur mit diesem Gerät ist eine Kommunikationen möglich!), zusätzlich benötigt wird eine Standard GSM Antenne, je nach Anforderung, mit oder ohne Verstärkung. (3) SIM Karte vom Provider T-Mobile (bietet mit dem M2MConnect Tarif zugeschnittene Konditionen an) oder anderen Providern. (4) Funktionsbausteine für die Kommunikation (TB-GRPS-xx) und Einrichtung für den Betrieb zwischen den Steuerungen (Einmalige Kosten von 200 pro CPU). (5) Kommunikationskabel zwischen Steuerung und Endgerät. (6) Zusätzliche Schnittstelle und Schnittstellenkabel für die Kommunikation zwischen der Steuerung und dem Prozessleit-, Prozessvisualisierungs- oder Protokolliersystem + eventuell OPC Server für die genannten Systeme. 18

19 Technische Lösung Wie sieht die Unterstation aus? Unterstation, z.b. Panasonic CPU (1) Endgerät mit Antenne (2) SIM Karte vom Provider (3) Kabel (5) für die Verbindung zwischen Unterstation und Endgerät sowie Endgerät und Antenne Funktionsbaustein (4) für Unterstation (in der Manager Software bereits enthalten) Bausteine für Unterstation: (1) Unterstation (Speicherprogrammierbare Steuerung), optional mit zusätzlichem Datenspeicher für die Langzeithaltung der Daten (bis zu 2 MByte bei FP-Sigma). Die Panasonic Steuerung muss mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle ausgerüstet sein. Eingesetzt werden können die CPU s der Serie FP0, FPX, FP-Sigma, FP2. (2) Endgerät von Dr. Neuhaus (nur mit diesem Gerät ist eine Kommunikationen möglich!), zusätzlich benötigt wird eine Standard GSM Antenne, je nach Anforderung, mit oder ohne Verstärkung. (3) SIM Karte vom Provider T-Mobile (bietet mit dem M2MConnect Tarif zugeschnittene Konditionen an) oder anderen Providern. (4) Funktionsbausteine für die Kommunikation (TB-GRPS-xx). (5) Kommunikationskabel zwischen Steuerung und Endgerät. 19

20 Technische Lösung Datenaustausch von SPS zu SPS über Wann kommt diese Lösung sinnvollerweise zum Einsatz? 1. Bei weniger als 20 Außenstationen (bei mehr als 10 gibt es günstigere Einsatzvatianten) 2. Wenn der Anwender selbst keinen Internetanschluss für den Betrieb von wünscht 3. Wenn bisherige GSM Lösungen 1:1 durch ersetzt werden sollen Panasonic SPS (n) Panasonic SPS (n + 1) SPS SPS IEC /4, TCP/IP, RS232, RS485, CANOpen, Modbus, Profibus DPSlave, RFC 1006, 3964R, MPI IEC /4, TCP/IP, RS232, RS485, CANOpen, Modbus, Profibus DPSlave, RFC 1006, 3964R, MPI Digitale und analoge E/A Digitale und analoge E/A Prozessanlage Prozessanlage Die Vermittlung übernimmt der von Panasonic mit entwickelte Manager. Der Server mit manager steht in einem klimatisierten Rechenzentrum in Nürnberg und organisiert die Verbindung zwischen den Unterstationen. Gebühren oder andere Übertragungskosten fallen nur an den Unterstationen und der Zentrale, nicht jedoch für den Server an. Für den Anwender selbst bleibt dieser Server im Hintergrund, für die Aufrechterhaltung des Betriebes garantiert Panasonic. Die Einrichtungs- und Betriebsgebühren liegen bei einmalig 200 pro Station. Diese Art der Kommunikation lohnt sich im Schnitt nur für maximal 10 bis 20 Unterstationen (je nach Datenaufkommen), die untereinander und mit dem Leitsystem über eine Zentral-SPS kommunizieren. Dabei ist zu beachten, dass auf der Zentral-SPS die gesamte Kommunikation der Unterstationen zusammen läuft und damit natürlich die Übertragungskosten höher sind. Hierfür sind jedoch mittlerweile günstige Tarife verfügbar. Das Protokoll für die Datenübertragung selbst ist optimiert, damit der Overhead möglichst gering bleibt und nicht unnötig hohe Kosten produziert werden. Wir empfehlen deshalb bei mehr als 10 Stationen (abhängig von der Datenmenge) ein Prozessleitsystem mit integriertem manager zu verwenden. (siehe Anwenderintegration (II), Der manager kann grundsätzlich in das eigene Prozessleitsystem integriert werden, falls dieses OPC fähig ist und über einen ständigen Internetanschluss verfügt. 20

21 Kosten Übersicht anfallendes Datenvolumen pro Monat für Unterstationen Unterstationsgröße Meldungen Zählwerte Befehle Datenvolumen/ Monat Klein Min < 1 Mbyte Mittel Min < 2 Mbyte Groß Min < 10 Mbyte Provider Grundpreis Monatlich Vergleich der Tarife bei gleichen Datenvolumen Gesamtpreis für 1 Mbyte Gesamtpreis für 2 Mbyte Gesamtpreis für 5 MByte Gesamtpreis für 10 Mbyte Messwerte Stellwerte Übertragungszeitraster Abrechnungseinheit (pro Tag) T-Mobile 3,95 6,90 7,90 8,90 10,90 1 KByte Vodafone 8,00 8,00 10,90 19,60 34,10 1 KByte E-Plus* 4,95 7,45 7,45 12,45 14,95 1 KByte o2 Germany* 9,86 9,86 9,86 9,86 9, KByte Tarife: T-Mobile: M2MConnect Vodafone: M2M1 E-Plus: Card Tarif o2 Germany: Data-Pack-Volume 10 Stand: 31. August 2005, ohne Gewähr! Alle Daten Stand ! Bitte senden Sie Ihre Anforderungen per FAX oder an uns (FAX ; acd@euro.de.mew.com). Um die tatsächlichen Kosten zu ermitteln, benötigen wir folgende Angaben: Wie oft müssen die Daten pro Stunde übertragen werden: (1 Minuten-, 5 Minuten-, 15 Minuten-Takt etc.) Wie viele Meldungen, Zählwerte, Befehle, Meßwerte, Stellwerte etc. müssen Sie übertragen (s. o.) Mit wie viel zusätzlichen Alarmmeldungen pro Monat rechnen Sie im Schnitt Aktuelle Tarife im Internet: T-Mobile: Vodafone: E-Plus*: o2 Germany*: * Tarife sind nicht im Internet zu finden, da ausschließlich Geschäftskundentarife Hinweis: Alle Tarife unverhandelt 21

22 Kostenbeispiel Alle Tarife in ohne MwSt. Kostenbeispiel der T-Mobile Internetseite: Neue Tarife der T-Mobile vom März 2005 machen den Einsatz von wirklich interessant. Diese Tarife setzen sich zusammen aus dem monatlichen Grundpreis ( 3,95 + MwSt.) plus einem monatlichen Aufpreis (je nach Auswahl M2M Data 1, Data 2, Data 5 oder Data 10). Günstigster T-Mobile Monatspreis 6,90 + MwSt ( 8,04). Es ist zu erwarten, dass andere Provider in Zukunft ähnliche Modelle anbieten werden. 22

23 Wir danken für Ihre Aufmerksamkeit Für Rückfragen: Tel: +49 (8024) Fax: +49 (8024) SPS-Hotline: +49 (8024)