Neue Wege für Daten-Verbindungen zwischen Heizwerk und Kunde H. Dunke
Bisherige Verfahren Vor- und Nachteile Aktuelle Mängel an bestehenden Anlagen Neue Netze für Bestandsprojekte: Nachrüstung Kostenbetrachtung Erfahrungsberichte
Datenverbindungen vom Heizwerk zum Kunden Der Klassiker: Daten-BUS, ein Kabel wird vom Heizwerk von Kunde zu Kunde im Rahmen der Errichtung des Fernwärmenetzes durchgeschleift
Das Grundsatz-Problem
o Bei einer Unterbrechung der Leitung werden alle folgenden Kunden abgeschnitten UND o Es kann zu Störungen des Gesamtsystems kommen da z.b. die Terminierung der Leitung ausfällt. o Die Fehlersuche ist oft langwierig und daher teuer o Bekannte Fehlerursachen: Muffen werden im Laufe der Jahre/Jahrzehnte defekt (dadurch Grabungsarbeiten erforderlich) Fremdeinwirkung auf das Leitungssystem durch Baumaßnahmen, Vibrationen, Pressungen oder Elementarschäden (Fehlersuche) Beschädigung innerhalb der Kundenanlage (Zugangsprobleme)
(Störungs)-Sicherere Lösung Internet Der Grundgedanke der ausfallsicheren Datenverbindung führte, gefördert durch das amerikanische Militär, zu dem was wir heute als Internet kennen! Die Zukunftssicherheit der Technologie dürfte unbestritten sein. Bei EINER Verbindung PRO Kunde zum Heizwerk kann im Störungsfall nur ein Kunde betroffen sein. Die Fehlersuche beschränkt sich auf diese EINE Anlage!
Der Lösungsweg: Netzwerk-Technologie
Umsetzung Wie soll denn ein Kabel zu jedem Kunden funktionieren? Wir nutzen das größte Netzwerk der Welt als Datenkabel o Dazu kann beim Kunden der am SEEGEN Stand gezeigte Router in die Station integriert werden. o Als Medium kann entweder Mobilfunk oder ein beim Kunden vorhandenes Festnetz-Internet genutzt werden o Mobilfunk ist klar zu präferieren da UNABHÄNGIG vom Kunden o Frage: wann fällt schon mal das Handynetz wirklich länger aus? Wie sicher kann das sein? SEHR sicher da anerkannte VPN- Technologie zum Einsatz kommt!
VPN sichere, verschlüsselte Tunnel durch das Internet Überwachungsprogramm für Da tenverbindungen IN-HOUSE Lösung (Alle Systeme im Heizwerk)
Dezentrale Lösungen Überwachungsprogramm für Da tenverbindungen Cluster steht z.b. im Rechenzentrum Visualisierungs-System steht z.b. im Verwaltungsgebäude
Weitere mögliche Medien für Netzwerke Im Grunde geht es immer um eine Internet Technik beim Endkunden Mögliche Technologien sind auch Glasfaser- oder Kabelfernsehnetze Die tollste Technologie ist nach wie vor Glasfaser ABER die Kosten eines FTTH-Systems (Glasfaserkabel für jeden Kunden vom zentralen Knoten z.b. im Heizwerk ab) sind extrem. Daher müssen zur Refinanzierung weitere Dienstleister gefunden und beteiligt werden (Triple Play: Internet, Fernsehen und TV) von deren Zuverlässigkit der Heizwerksbetreiber dann abhängt!
Vorteile der GSM-Lösung Transparente und kalkulierbare laufende Kosten: pro Kunde und Monat derzeit: 2,20 Zusätzliche Aufwände durch Mietlösung für VPN-Cluster bei KLEINEN Netzen oder geringer Anzahl Routern ca. 10/Jahr/Kunde Invest: GSM-Lösung pro Station und VPN-Cluster (falls nicht gemietet)
Vorteile beim Neuaufbau von Datennetzen insbesondere bei Bestandsprojekten: Sehr schnelle und problemlose Inbetriebnahme der Stationen da das gesamte System vorkonfiguriert geliefert wird. o Station/Regler montieren und anschließen o Evtl. Mini/Knopf-Antenne an Außenwand anbringen o Grundkonfiguration des Reglers vornehmen o In Visualisierung (z.b. per Fernwartung mittels Handy, Tablet oder Notebook vom Heizungsraum des Kunden aus) nachsehen ob alles passt KEINE Aufwände für Datenkabel (Nachträgliches Graben/Verlegen ist eh nicht realistisch), dessen Anschluss/Einführung und Konfiguration
Möglichkeiten zur Verbesserung bestehender Netze Bei bestehenden Netzen gibt es mit zunehmendem Alter, mit zunehmender Anzahl der Kunden und mit zunehmender Leitungslänge immer mehr Probleme und Fehler auf den BUS-Systemen Die folgend vorgestellte Segmentierung ermöglicht die Eingrenzung der Fehlstellen und erhöht die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems da eine einzelne Störung nur Teilbereiche des Netzes beeinflussen kann VIELE Probleme können durch diesen Ansatz behoben oder zumindest stark reduziert werden
Segmentierung bestehender BUS-Systeme Mobilfunk- ODER Glasfaser-Strecken
Vergleich Datenkabel BUS Bei Neuerrichtung Nahezu vernachlässigbarer Aufwand durch Mitverlegen Systembedingte Beschränkung von Geschwindigkeit und Bus- Länge sowie Anzahl möglicher Kunden pro Strang Zunächst relativ unkritischer Betrieb und Ausbau Funktion des Gesamtsystems erst nach Ende der Verlegung des GESAMTEN Kabels bzw. Netzes Netzwerktechnik Bei Neuerrichtung Gleiche, hohe, Kosten wie bei Nachrüstung Ab Errichtung mehr wie ausreichende Kapazitäten! Fachlich aufwendigerer und etwas kostenintensiverer Aufbau ab Baubeginn VOLLE Funktionalität bereits AB DEM ERSTEN aufgeschalteten Kunden!
Vergleich Datenkabel Bus Bei Nachrüstung eines Datennetzes im Bestandsprojekt Durch erforderliche Grabungsarbeiten nicht wirtschaftlich darstellbar Netzwerktechnik Bei Nachrüstung eines Datennetzes im Bestandsprojekt Gleiche Aufwände wie bei Neuerrichtung Problemlos nachrüstbar sofern ein Mobilfunknetz vorhanden ist (de fakto überall)
Vergleich Datenkabel Bus Fehlerbehaftete oder kapazitätsmäßig ausgereizte Bestandsprojekte Netzwerktechnik Fehlerbehaftete oder kapazitätsmäßig ausgereizte Bestandsprojekte Langwierige Fehlersuche Aufwendige Erweiterung durch zusätzliche Kabelwege oder gar zweites Netz Einfache Fehlersuche Nachrüstung genau wie bei Neuerichtung jederzeit und auch nur bei einzelnen Kunden möglich!
Heterogene Netze Heterogene Netze entstehen durch den Einsatz von Reglern und Visualisierungssystemen unterschiedlicher Hersteller o Z.b. wird auf einem alten 6-adrigen Datenkabel ein CAN-Bus für nicht mehr verfügbare Kohlbach-Regler gefahren zu dem ein Zweidraht -Bus für neuere Schneid- oder Aqotec-Regler parallel abgezwackt wird. Im Schadensfall gibt es keinen freien Draht, die Kapazität der beiden parallelen Bus-Netze ist beschränkt etc. o Hier kann durch geschickte Segmentierung oder Umstieg auf Netzwerktechnik bei Neuanschlüssen eine Lösung gefunden werden! Ein IP-Netz kann unterschiedlichste Regler-Hersteller gleichzeitig bedienen (allerdings können die Visualisierungen das i.d.r. nicht!)
Nachrüstung von Messpunkten z.b. Differenzdruck, Schlechtpunktregelung etc. Durch das GSM-System kann jederzeit und schnell ein beliebiger Punkt im Netz mit z.b. einer Differenzdruckmessung oder einer abgesetzten I/O-Einheit der SPS in die Netzregelung integriert werden Selbst einzelne, z.b. besonders kritische, Kunden können, unabhängig von einem größeren Datenprojekt, umgehend mit einer Visualisierung und Fernauswertung versorgt werden.
Projektbeispiele Flachau: Segmentierung des Netzes zur Erweiterung der Kapazität und Erhöhung der Gesamtlänge des BUS-Systems durch Glasfaserkabel Kuchl: Segmetierung zur Wiederbelebung eines fehlerbehafteten und längere Zeit ganz ausgefallenen alten heterogenen Datennetzes Großarl: Schrittweise Nachrüstung und Integration von Schlechtpunktregelungen Rauris: Neuaufbau eines Datennetzes durch flächendeckenden Einsatz des GSM-Systems im Rahmen der Aktualisierung des Projekts
Präsentation der verfügbaren Lösungen mit Reglern von Samson, Schneid, Aqotec und Siemens am SEEGEN Messestand H. Dunke