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antriebstechnik 7/2018

antriebstechnik 7/2018

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Smarte Antriebstechnik Aurelius Wosylus ist Country und Sales Director bei Sigfox Deutschland in München Funknetz optimiert vorausschauende Instandhaltung Mit Sigfox befindet sich derzeit weltweit ein Funknetz im Aufbau, das speziell für IIoT-Geräte wie Motoren gemacht ist, um sie an Instandhaltungs-Clouds anzubinden. Was können Motor- und Antriebshersteller sowie Maschinen- und Anlagenbauer davon erwarten? scheidend ist, ist aber nicht der einzige Vorteil des neuen Netzes. Auch der Energieverbrauch ist beim Sigfox LPWAN geringer. Zum Verbindungsaufbau ist nämlich kein Handshake zwischen einem Funkmast und dem Gerät erforderlich. Es kann einfach ohne diesen seine Daten versenden und das Netz hört – ähnlich wie ein Radioteleskop – kontinuierlich mit. Außerdem erhebt der Netzbetreiber keine Nutzungsentgelte vom Endanwender. Der Gerätehersteller zahlt die gewünschten Verbindungen vielmehr beim Erwerb der Device-Lizenz, sodass der Anwender sich um dieses Thema gar nicht kümmern muss. Da keine Sim- Karten zum Einsatz kommen, entfällt auch der Aufwand, diese in Betrieb zu nehmen Das Sigfox-Netz ist ein sogenanntes Low Power Wide Area Netz (LPWAN), das Funkdaten von Geräten auch dann noch empfangen kann, wenn diese in Ballungsräumen mehrere Kilometer vom nächsten Funkmast entfernt sind und aus Kellern heraus die Daten senden. In ländlichen Regionen beträgt die Reichweite sogar 30 bis 50 km. Solche Reichweiten sind im Vergleich zu lokalen Funktechnologien wie Zigbee, Bluetooth oder Wlan enorm und man benötigt auch keinen eigenen Accesspoint. Sie ist auch eine Alternative zu Mobilfunkverbindungen wie LTE, denn deren Zellenreichweite ist ebenfalls begrenzter. Die Reichweite der Funkzellen, die insbesondere für ländliche Regionen entund zu verwalten. Auch fallen keine Roaming-Gebühren an, was den weltweiten Einsatz dieser Technologie ermöglicht, ohne dass die Kosten explodieren. Viele Gründe also, diese Technik für den Einsatz als IIoT-Schnittstelle an Antrieben und Motoren zu evaluieren. Für welche Applikationen im industriellen Umfeld eignet sich dieses Netz aber genau? Zustandsüberwachungen und Predictive Maintenance Im Vergleich zu GSM/LTE-basierten Funkverbindungen kann das LPWAN Sigfox vor allem kostengünstige M2M-Schnittstellen schaffen, bei denen über kleine Datenpakete Zustandsinformationen an Leitstellen von Betreibern und/oder Remote- Monitoring-Lösungen von Herstellern übertragen werden. Da das Netz bidirektional ist, können auch Nachrichten an die Sigfox-Devices zurückgesandt werden, bspw. für Parametrier- und Steuerungsfunktionen. Das große Anwendungsfeld, das sich hieraus ergibt, ist die einfache 24 antriebstechnik 7/2018

01 Die Sigfox-Logik für einmalige IoT-Anbindungen – z. B. Plomben, Öffnungssensoren an Schaltschränken, Gebinde und Briefe – wurde 2017 erstmals vorgestellt Stellt man sich nun vor, dass ein Motorenhersteller z. B. seine Getriebemotoren mit Vibrationssensoren zur Lager- und Verzahnungsüberwachung bestückt und diese dann zyklisch ihre Daten über Sigfox an zentrale Clouds übermitteln, ist leicht vorstellbar, dass der Motorhersteller sein Predictive-Maintenance-Angebot effizienter anbieten kann, als wenn er diese Daten lokal vor Ort auslesen oder über die Infrastruktur des Betreibers senden müsste. Gleiches gilt für komplexere Geräte oder Maschinen. Einzige Begrenzung ist das Datenvolumen und die Anzahl der erlaubten Verbindungen: Bis zu 140 Nachrichten à 12 Byte Nutzdaten kann ein Sigfox-Device pro Tag senden; bis zu 4 Nachrichten kann es pro Tag empfangen. Diese Begrenzung führt u. a. dazu, dass Unternehmen das Sigfox-Netz primär für Alarmmeldungen einsetzen und die Datenanalyse vor Ort halten (auch Mist Computing genannt). Erhebung von Betriebs- und Zustandsdaten, was Zustandsüberwachungen und Predictive Maintenance sowie Remote- Management-Konzepte erleichtert. Der Vorteil, dass Sigfox-befähigte Geräte für die Übertragung kaum Energie verbrauchen, macht es dabei möglich, dass man Sensoren und Aktuatoren völlig autark sogar an bestehendem Equipment anbringen kann, ohne sie an eine externe Stromversorgung anbinden zu müssen. Das bietet viel Potenzial zur IIoT-Anbindung von bereits installiertem Equipment. Lange Batterielaufzeiten Sensoren bspw. für Temperaturen, Schwingungen oder Ölalterung können mit einer Sigfox-Schnittstelle über Jahrzehnte Messdaten an die IIoT-Applikationen von Herstellern und Betreibern liefern, ohne dass eine Batterie gewechselt werden müsste. Auch kombiniert mit LTE/GSM Es gibt zudem auch M2M-Applikationen, bei denen LPWAN- und Mobilfunknetz kombiniert werden. In einem solchen Szenario werden Alarm-, Zustands- und/oder Betriebsdaten per LPWAN als Default Setting gesendet. Wird es aber erforderlich, dass massiv Datenmengen ausgetauscht werden müssen – was man über eine LPWAN-Verbindung nun mal nicht kann – wird die LTE- oder GSM-Verbindung aufgebaut. Ein solches Szenario hilft, die LTE/ GSM-Verbindungsentgelte zu drosseln und die Batterielaufzeit der Geräte zu erhöhen. Entsprechende Lösungen, die LTE und Sigfox kombinieren, sind bereits am Markt erhältlich. Der hochintegrierte Single-Chip GDM7243I von GCT Semiconductor unterstützt bspw. die LTE-Kategorie M1/NB1/ EC-GSM sowie Sigfox. Folglich lassen sich bestehende Lösungen mit Sim-Karte um [ ] ... was man kaum sieht 02 Sigfox-Geräte sind vor Hacks aus dem Internet geschützt, denn das Netz wirkt wie eine Schutzschicht

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