Behrens Kommunikationstechnik
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Behrens Kommunikationstechnik
Achim Behrens
Schenkendorfstraße 17
90455 Nürnberg

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Swissphone i-sys

Das lokale Funk-Informationssystem

i-sys ist ein lokales Funk-Alarmierungs- und Informationssystem, welches Meldungen aller Art im E-Mail-Format vom LAN in eine Funknachricht umsetzt. Diese kann auf entsprechenden Funk-Empfängern dargestellt werden. Somit kann in wenigen Sekunden ein Alarm, eine Störmeldung von einer Maschine oder eine "normale" E-Mail von einem beliebigen PC über LAN, WAN oder WWW an mobile Teilnehmer übertragen werden.

Im Gegensatz zu SMS-Nachrichten geschieht dies in wenigen Sekunden, sehr störsicher und ohne Rufgebühren, da i-sys ein autarkes Funknetz darstellt.

Neben der Übertragung von zeitkritischen Informationen kann i-sys zusätzlich von jedem Mitarbeiter mit E-Mail-Anschluß genutzt werden. Über einen Standard-Browser kann jeder mit entsprechender Berechtigung per Knopfdruck seine eingehenden E-Mails auf einen Meldeempfänger leiten. Er ist damit innerhalb des Firmengeländes auch mobil erreichbar.

i-sys stellt also ein universelles und kostengünstiges Funkinformationssystem dar, welches herstellerunabhängig von verschiedensten Systemen wie LAN, SPS, Prozeßleitrechner oder auch Telefonanlage angesteuert werden kann.

Funkversorgung

Das i-sys-System arbeitet auf einer Betriebsfunk-Frequenz und kann ca. 3-4 km2 Freifläche versorgen. Bei entsprechender Gebäudedämpfung können mehrere Systeme im Master-Slave-Betrieb kombiniert werden. Die Sendeleistung ist von 1 bis 4 Watt per Software einstellbar, sodass eine gesicherte Funkversorgung auf Ihrem Firmengelände gewährleistet ist. Die Betriebsfrequenz ist genehmigungspflichtig, bei einer Beantragung sind wir gerne behilflich.

Standort/Montage

Das i-sys-Basisgerät benötigt neben der 230 V Netzversorgung eine Anbindung ans LAN sowie den Anschluß einer UHF-Antenne. Der geeignete Antennenstandpunkt sollte unter Berücksichtigung funktechnischer und anwenderspezifischen Kriterien gewählt werden.

Aufgrund der kombinierten IT- und Funktechnik im i-sys-Basisgerät und der einfachen Browser-Bedienung kann das System durch das betriebseigene IT-Personal in Betrieb genommen und konfiguriert werden.

Das i-sys-Konzept

i-sys ist die Bezeichnung für ein lokales Informations-System. Hier die wesentlichen Leistungsmerkmale:

i-sys-Systemeinheit

Die Systemeinheit besteht aus einem Embedded-PC mit SuSe Linux, einer Synchronbaugruppe zur Real-Time-Ansteuerung des Senders, sowie einem Sendemodul im UHF-Band (440-470 MHz). Die Sendeleistung ist programmierbar und wird bei der Inbetriebnahme an die örtlichen Gegebenheiten angepasst.

Die E-Mail-Adressen der Meldeempfänger, sowie die zugehörigen Geräteparameter werden in einer Datenbank in der i-sys-Systemeinheit hinterlegt. Der Zugriff auf diesen E-Mail-Server kann von jedem PC-Arbeitsplatz im LAN erfolgen, der Nutzer benötigt hierzu nur eine E-Mail-Software oder einen Standard-Browser. Die Synchro-Baugruppe setzt die Daten in das POCSAG-Protokoll um und leitet den digitalen Datenstrom an den Sender weiter.

Telefonanbindung/GSM-Karte/I-O-Karte

i-sys unterstützt die Anbindung an Telefonanlagen der Hersteller Alcatel und DeTeWe. Somit ist es möglich die Funktion einer klassischen Personenrufanlage in die Grundfunktionen von i-sys zu integrieren. Neben der lokalen Aussendung von Informationen, Störmeldungen, Produktionsdaten oder E-Mails können auch Personen gezielt gerufen oder Gespräche fernab vom eigentlichen Arbeitsplatz angenommen werden (Call-Me, Meet-Me, Voice-Box-Funktion). Ermöglicht wird dieses durch die Nutzung der Standardschnittstellen ESPA4.4.4. bzw. CSTA. Die Informationen werden z.B. auf dem neuen BOSS900 Funkmeldeempfänger, dem "sprechenden" Hurricane FS oder dem klassischen Ex-geschützten Melder Patron Pro dargestellt, sodass die gesuchten Personen sofort reagieren können.

Mit der optionalen GSM-Karte ist es weiterhin möglich, Handys als Endgeräte einzusetzen. Somit erreichen Sie auch Personen außerhalb des Funkbereiches (z.B. Bereitschaftspersonal am Wochenende).

Eine weitere neue Option ist die I/O-Karte mit 16 digitalen Ein- bzw. Ausgängen. Hiermit kann ohne weitere Zusatzhardware kostengünstig ferngeschaltet werden, bzw. Störungen von einer Maschine über potentialfreien Kontakt erfaßt werden.

Mit diesen Features bietet i-sys eine zuverlässige, äußerst wirtschaftliche und offene Basis zur Entwicklung kundenspezifischer Lösungen im Funkrufbereich.

Anwendungsbeispiel: i-sys im Produktionsumfeld

Produktionsunterbrechungen, bedingt durch Anlagenstörungen, sind nicht eingeplante Stillstandszeiten, die jedem Produktionsbetrieb Probleme bereiten können. Neben finanziellem Schaden aufgrund des Produktionsstillstandes resultiert daraus eventuell auch ein Lieferverzug, wodurch zusätzliche Unannehmlichkeiten mit den Kunden entstehen können.

Ausfallzeiten minimieren/vermeiden

Zur Minimierung von Ausfallzeiten ist im Störungsfall das Servicepersonal schnellstmöglichst zu benachrichtigen. Noch besser ist es, bei Erkennung eines sich anbahnenden unerlaubten Betriebszustandes das Servicepersonal bereits vor dem Schadenseintritt zu informieren, um gegebenenfalls präventive Maßnahmen einleiten zu können.

Da das Servicepersonal in der Regel an wechselnden Standorten innerhalb des Betriebsgeländes tätig ist, kommt nur ein funkbasiertes Benachrichtigungssystem in Frage. Ein wichtiges Kriterium ist dabei der Meldungszeitpunkt. Ein spürbarer Zeitverlust zwischen Störungseintritt und Meldungszeitpunkt ist nicht tolerierbar.

Ein funkbasiertes Informationssystem kann wie folgt realisiert werden:

Medium Vorteile Nachteile
GSM-SMS
  • Handy in der Regel vorhanden
  • keine geografische Begrenzung auf das Firmengelände
  • Echtzeitverhalten beim Netzzugang nicht garantiert
  • nicht definierbare Übertragungszeiten
  • laufende Grundgebühren und Kosten pro Ruf
öffentlicher Funkruf
  • hohe Netzverfügbarkeit
  • keine geografische Begrenzung auf das Firmengelände
  • Echtzeitverhalten beim Netzzugang nicht garantiert
  • nicht definierbare Übertragungszeiten
  • laufende Grundgebühren und Kosten pro Ruf
lokaler, privater Funkruf
  • schnellstmöglichste Reaktionszeit < 10 Sekunden
  • keine laufenden Kosten
  • Frequenz genehmigungspflichtig
  • geografische Begrenzung

 

Die beiden erstgenannten Lösungen sind für eine Störmeldesignalisierung nicht geeignet, da ein "Echtzeitverhalten" nicht sichergestellt ist. Bei der Aussendung von SMS-Meldungen in GSM-Netzen kann es zu Verzögerungszeiten von 30 Minuten und mehr kommen. Bei einer Netzüberlastung kann eine Störmeldung u.U. gar nicht abgesetzt werden. Auch bei öffentlichen Funkrufnetzen ist bei großer Netzauslastung mit Verzögerungszeiten in ähnlicher Größenordnung zu rechnen. Bei beiden Lösungen fallen monatliche Grundgebühren sowie entsprechende Rufgebühren an.

Die dritte Lösung erfüllt weitgehend die gestellten Anforderungen, da auf das zwingend geforderte Echtzeitverhalten direkt Einfluss genommen werden kann. Eine geografisch begrenzte Erreichbarkeit innerhalb des Werksgeländes ist kein Nachteil, da das Servicepersonal ohnehin auf dem Werksgelände anwesend ist.

Schnittstellen zur Prozessebene

Die Anbindung von i-sys an die Prozessebene kann auf vielfältige Weise erfolgen. Die folgenden Beispiele sollen die grundsätzlichen Möglichkeiten aufzeigen.

Ankopplung über Prozessleitrechner

Alle Prozessdaten stehen im Prozessleitrechner zur Verfügung. Zusätzliche Interface-Komponenten sind hier nicht erforderlich. Der Prozessleitrechner generiert die Emails und übermittelt diese an i-sys. Diese Lösung kommt vor allem in der Verfahrenstechnik zur Anwendung.

Ankopplung über SPS mit LAN-Baugruppe

Dezentrale Maschinensteuerung mittels SPS. Die Datenkommunikation zur übergeordneten Leitebene erfolgt hier mit einer SPS-spezifischen Kommunikationsbaugruppe. Diese Lösung erlaubt auch den bidirektionalen Datenaustausch zwischen Prozessleit- und Fertigungsebene.

Ankopplung über SPS mit externem WEB-Server (STEPtoWEB)

Diese Lösung ist vor allem dann interessant, wenn bestehende Anlagen aufgerüstet werden sollen. An dem vorhandenen SPS-Programm sind keine Erweiterungen erforderlich. Der WEB-Server liest über die Programmierschnittstelle der SPS die Merker aus. Im WEB-Server kann für jeden Merker eine E-Mail hinterlegt werden.

Ankopplung über I/O-Mailer

Zur Generierung von Störmelde-E-Mails von Schaltkontakten kann ein I/O-Mailer eingesetzt werden. Jedem Schaltkontakt wird eine E-Mail zugeordnet.

Die aufgeführten Beispiele verdeutlichen die enorme Flexibilität dieser Lösung.

Meldeempfänger

Zur Anzeige der Störmeldungen werden alphanumerische Meldeempfänger mit einem 3-zeiligen Display eingesetzt. Pro Zeile werden 16 Zeichen dargestellt. Ein automatischer Wortumbruch erhöht die Lesbarkeit der Meldung. Die Textlänge kann max. 240 Zeichen betragen. Eine Scrollfunktion ermöglicht das schnelle "Durchblättern" der Meldung.

Mobile Prozessdatenvisualisierung

Bei der hierarchischen Netzstruktur einer Produktionseinrichtung stehen auf der Leitebene produktionsrelevante Daten zur Verfügung. Somit kann man mit i-sys Teilmengen dieser Daten an dafür zuständiges Kontrollpersonal übermitteln. Dadurch wird eine mobile Überwachung des Produktionsprozesses und damit ein präventives Eingreifen in den Produktionsprozess ermöglicht. Die Daten werden als Zahlenkolonnen oder in Form einer Grafik mit geeigneten Empfangsgeräten dargestellt.

Gemeinsames Merkmal dieser Applikationen ist die zeitnahe Übermittlung von Prozessdaten, die numerische Anzeige der Daten sowie deren grafische Visualisierung. Die Messdaten werden wie bei der Störmeldesignalisierung, von der Prozess-Steuerung auf einem Mailserver in dafür reservierten Konten abgelegt. Die Aktualisierung der Messwerte wird von der Prozess-Steuerung durchgeführt.

Ihre Voraussetzungen

Zur Inbetriebnahme von i-sys müssen in Ihrem Unternehmen folgende Voraussetzungen gegeben sein:

Installation und Einrichtung durch das Betriebspersonal

Die Installation und Inbetriebnahme von i-sys kann durch das eigene EDV-Personal erfolgen. Eine ausführliche Installationsanleitung unterstützt die Inbetriebnahme.

Technische Daten
Abmessungen Systemeinheit: Einschub 1/2 19" 3HE Einschub- und Wandmontage
Frequenzbereich: UHF 468,350 – 469,150 MHz (PSA-Frequenzbereich)
Sendeleistung: 0,1-4 W programmierbar
Funkprotokoll: POCSAG 1200/2400 Baud
Spannungsversorgung: 230 V AC
LAN-Anschluss: RJ45 10 MHz
Datenprotokoll: TCP/IP POP3/SMTP

Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten.

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