Stabil und hochverfügbar

Aufbau eines redundanten Funknetzwerks
Stabil und hochverfügbar
geschrieben von Dirk Vogel/jos. im Bereich Industrielösungen bei Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont tätig. am 29.08.2012
Betreiber eines Versorgungsunternehmens wollen stets über den aktuellen Zustand der Außenstationen informiert sein. Dazu muss ein zentrales Leitsystem die Prozess- und Diagnosedaten der verteilten Bauwerke anzeigen. Mit der heute zur Verfügung stehenden Technik ist dies keine unerfüllbare Anforderung, wie das Projektprotokoll belegt.

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Bei der Anbindung entfernter Außenstationen an die Leitzentrale kommt der zu überbrückenden Entfernung eine besondere Bedeutung zu. Dies soll da folgende Beispiel erläutern. Die betreffenden Gebäude liegen in einem Gelände mit Bergen und Tälern sowie Wald und Wiesen. Zur Leitzentrale ist eine Entfernung von bis zu zwei Kilometern zu überwinden. Die Möglichkeit, die dezentralen Stationen mit Leitungen zu verbinden, haben die Verantwortlichen schnell verworfen, denn der Aufwand an Zeit und Kosten wäre für dieses Projekt zu hoch gewesen, auch vor dem Hintergrund des derzeitigen Kupferpreises. Außerdem fordert der Anwender eine hohe Verfügbarkeit. Darüber hinaus sind die Erdreichbewegungen zu berücksichtigen, die in Forstgebieten im Verlauf mehrerer Jahre auftreten.

Um die hohen Kupferpreise und die Kosten für die Verlegung der Leitungen zu vermeiden, haben sich die verantwortlichen Techniker für die Installation eines Funknetzwerks ausgesprochen. Zur Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit ist die drahtlose Lösung redundant konzipiert. Funknetze lassen sich im 2,4-GHz- oder im 5-GHz-Band aufbauen. Nutzen die Systeme die beiden Frequenzbänder geschickt aus, sind entsprechend der Netzauslastung stabile und hoch verfügbare Netzwerke umsetzbar. Im beschriebenen Projekt sind insgesamt 20 Unterstationen an die Zentrale anzukoppeln. Zur Realisierung des redundanten Netzwerks setzt der Betreiber unter anderem WLAN Access Points vom Typ WLAN 24 AP 802-11, WLAN Clients vom Typ FL WLAN 24 EC 802-11 und den Smart Managed Compact Switch FL SMCS von Phoenix Contact ein. Die WLAN-Geräte sind ausschließlich zu Redundanzzwecken an den Switch FL SMCS angebunden, und zwar jeweils stets ein Ethernet Client (EC) und ein Access Point (AP).

Die für die Redundanz notwendigen Einstellungen muss der Anwender am Switch vornehmen. Sie lassen sich auf dem Konfigurationsspeicher ablegen und damit einfach und schnell auf andere Geräte übertragen. Auf diese Weise vereinfacht sich der Austausch von Komponenten, weil die zeitaufwändigen Konfigurationsarbeiten entfallen.

An den Switch sind ferner die lokalen Steuerungseinrichtungen der Unterstationen angeschlossen. Die Standard-SPS wie die Kleinsteuerung (Modell ILC 170 ETH), die um zusätzliche Ein- und Ausgänge ergänzt sind, sammeln die verschiedenen Signale der Stationen ein. Dazu gehören relevante Daten über Durchflussmengen und Füllstände sowie Meldungen und Alarme. Insgesamt leitet jede Unterstation etwa 2 kByte Daten an die Zentrale weiter. Die vorgesehene Übertragungsgeschwindigkeit beträgt zwei MBit/s. Die Zentrale ist so konzipiert, dass sich eine Datenrate von 20 MBit/s einhalten lässt, eine Reserve eingeschlossen.

Umsetzung vermaschter Strukturen mit RSTP

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