Kommunikationsinfrastruktur für Lokomotiven

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zedas®mobile

Eine universelle Kommunikationsinfrastruktur für Lokomotiven

Dipl.-Ing. Ulrich Lieske,

Leiter Systemintegration

PC-Soft GmbH, Senftenberg

1.Einleitung

Komplexe Industrieanlagen oder Fahrzeugflotten, zentral stationiert oder territorial verteilt – Hersteller, Betreiber und Servicedienstleister kennen die Anforderungen an eine hohe Verfügbarkeit bei optimalem Ressourceneinsatz. Vor allem die teilweise große räumliche Distanz zwischen Servicezentrale und Anlage sowie die angespannte Situation in Fragen der Ressourcenverfügbarkeit (Ersatzteile, Betriebs- und Hilfsmittel, Spezialisten) erfordern eine effiziente Kommunikationslösung zur (Tele-) Überwachung des laufenden Betriebes sowie zur schnellen, zielgerichteten Fehlerbeseitigung im Störfall. Die brandenburgische PC-Soft GmbH, gegründet 1990, ist ein international tätiger Lösungsanbieter für ganzheitliche Softwaresysteme in den Bereichen anlagennahes Asset Management und Rail Cargo Management. Das Unternehmen realisiert als Softwareentwickler, Systemintegrator und Consultant international anspruchsvolle Projekte im Auftrag von Anlagenherstellern und -betreibern. Die mobile Zustandserfassung wurde von den Spezialisten für Kommunikation und Systemintegration der PC-Soft GmbH als industrietaugliche Lösung entwickelt und wird auch den Anforderungen rauer Betriebsbedingungen gerecht. Sie ist ohne Rückwirkung auf die jeweilige Prozesssteuerung an beliebigen Anlagen- bzw. Fahrzeugtypen einsetzbar und erlaubt dem Anwender eine einfache, intuitive Bedienung. Die Möglichkeit der sicheren, dezentralen Aufzeichnung von Betriebs- und Zustandsdaten sowie der ortsunabhängigen Informationsbereitstellung wurden bereits bei der Entwicklung der Kommunikationslösung explizit berücksichtigt.

2.Ausgangslage

Mobile und territorial verteilte technische Systeme wie zum Beispiel Lokomotiven oder Förderanlagen benötigen Online-Kommunikationsverbindungen zu unterschiedlichen Backend-Systemen. Die kommunikationstechnische Anbindung dieser Systeme muss deshalb offen und universell für verschiedene Aufgabenstellungen nutzbar sein; die technischen Kommunikationslösungen strategisch geplant und langfristig eingesetzt werden. Die Konformität zu etablierten technischen Standards ist dabei selbstverständlich. Aus Sicht der konkreten Anwendung ist die kommunikationstechnische Anbindung der Anlagen eine Infrastrukturaufgabe und nicht Teil der Problemlösung. Ausnahmen stellen hierbei sicherheitstechnische Anwendungen (z.B. ETCS) dar, die aufgrund der besonderen Anforderungen an Übertragungssicherheit und -verfügbarkeit meist spezielle Kommunikationslösungen erfordern.

Eine Trennung von Kommunikationsinfrastruktur und konkreter Anwendung ist besonders sinnvoll, da sich unterschiedliche Anforderungen an die technische Lösung ergeben: So soll die Anwendung lösungsorientiert entwickelt werden; neue und innovative Verfahren sollen schnell integriert sowie die spätere Erweiterung, aber auch der komplette Austausch der Anwendung sollen einfach und kostensparend ermöglicht werden. Die Kommunikationslösung selbst muss hingegen universell einsetzbar und langlebig sein, die Verfügbarkeit von Ersatzteilen über einen langen Zeitraum gewährleistet werden. Da für die Installation umfangreiche Eingriffe in die technische Anlage erforderlich sind, z. B. zur Installation der Energieversorgung, Verkabelung oder von Antennen, ist ein Austausch des Kommunikationssystems meist sehr aufwändig. Denn gerade bei informationstechnischen Anwendungen sind meist mehrere Applikationen z.B. zur Betriebsdatenerfassung, Telediagnose oder Disposition gemeinsam innerhalb einer technischen Anlage installiert und arbeiten über eine gemeinschaftliche physische Infrastruktur.

Abbildung 1:

zedas®mobile Box

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Kommunikationsinfrastruktur Für Lokomotiven (Fortsetzung)

Posted on 12. Mar. 2008 - 06:31

3.Lösung

Deshalb wird gerade in diesem Umfeld eine universell einsetzbare Kommunikationslösung wie zedas®mobile auf der Basis von weltweit einsetzbaren Standards (z.B. GSM, UMTS, WLAN) benötigt. Dabei können Kommunikationsbeziehungen zu mehreren Anwendern bestehen, die für unterschied-liche Organisationen verschiedene Aufgaben wahrnehmen. zedas®mobile besteht dabei aus zwei Komponenten:

-einem industrietauglichen und bahnfesten Bordrechner (vgl. Abbildung 2) und

-einer sicheren, d.h. verschlüsselten Kommunikationsanbindung mobiler Anlagen über WLAN, UMTS oder GSM (vgl. Abbildung 3)

Abbildung 2:

Schematische Darstellung des kompakten, industrietauglichen Bordrechners

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Kommunikationsinfrastruktur Für Lokomotiven (Fortsetzung)

Posted on 12. Mar. 2008 - 06:34

Der Bordrechner ist flexibel durch verschiedene Kommunikationsmodule erweiterbar, so dass der Datenaus¬tausch über diverse Feldbussysteme (u.a. MVB, CAN) oder über serielle Schnittstellen möglich ist. Des Weiteren ist der direkte Anschluss von analogen oder digitalen I/O-Signalen möglich. Der Bordrechner ist mit einem GPS-Empfänger ausgestattet, womit nicht nur eine Ortung der Lokomotive möglich ist, sondern außerdem ein Zeitnormal für alle Anwendungen zur Verfügung steht. Die Rechnerkapazität gestattet die Speicherung und Vorverarbeitung von Signalen an Bord, so dass z.B. nur noch Alarmmeldungen zur Zentrale übertragen werden müssen. Das beschleunigt nicht nur die Kommunikation sondern trägt auch zur Senkung der Kommunikationskosten bei.

Abbildung 3:

Schematische Darstellung der universellen, industrietauglichen Kommunikationsinfrastruktur

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Kommunikationsinfrastruktur Für Lokomotiven (Fortsetzung)

Posted on 12. Mar. 2008 - 06:37

Sofern sie über einen Ethernet-Anschluss verfügen, lassen sich zusätzliche Bordrechner oder Steuerungsgeräte bei Bedarf direkt an die Kommunikationsbox anschließen. Der Datenaustausch mit mobilen Endgeräten im Nahbe¬reich der Anlage kann außerdem über WLAN erfolgen. Damit wird die Lokomotive oder technische Anlage praktisch zu einer Außenstelle des Firmennetzwerks, wobei die Kommunikationssicherheit durch den Einsatz zeitgemäßer Verschlüsselungsverfahren wie VPN oder WPA gewährleistet wird (vgl. Abbildung 4).

Abbildung 4:

Anwendungsbeispiel - universelle Kommunikationsinfrastruktur für eine Lokomotive

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Kommunikationsinfrastruktur Für Lokomotiven (Fortsetzung)

Posted on 12. Mar. 2008 - 06:42

4.Fazit

Mit der vorgestellten Kommunikationslösung wurde eine universelle Infrastrukturlösung für Lokomotiven und andere bewegliche technische Anlagen geschaffen. Dank einer ausgeklügelten Infrastruktur wird die Kommunikation nicht nur effizienter gestaltet; auch Kommunikationskosten werden gesenkt. Die Lösung ist flexibel und langfristig einsetzbar und gestattet die sichere Kollaboration von Anwendern verschiedener Organisation z.B. für die Diagnose und Wartung technischer Anlagen. Aus instandhaltungstechnischer Sicht sichert der so erzielte störungs- und unterbrechungsfreie Betrieb durch anlagennahe zustands- und belastungsorientierte Instandhaltung und modernen Teleservice die geplante Anlagenverfügbarkeit, erspart kostenintensive Serviceeinsätze sowie manuelle Inspektionen.

Über PC-Soft

Die PC-Soft GmbH ist spezialisiert auf Lösungen für die Instandhaltung und das Asset Lifecycle Management technischer Anlagen, die territorial verteilt sein können. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bahnlogistik. Die Standard-Softwareprodukte zedas®asset und zedas®cargo ermöglichen die Umsetzung moderner, zentralisierter Servicekonzepte für Hersteller, Betreiber und Serviceanbieter. Auf Basis einer Softwareplattformstrategie ist die Anpassung an spezielle Erfordernisse und Besonderheiten von ausgewählten Branchen mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich. Mit mehr als 15 Jahren Erfahrung, 55 Mitarbeitern am Standort Senftenberg sowie einer Reihe spezialisierter, leistungsfähiger Partner betreut das Unternehmen Firmenkunden im gesamten deutschsprachigen Raum und in Europa. Die PC-Soft GmbH bietet neben der Einführung und Implementierung der im Hause entwickelten Software umfassende Dienstleistungen rund um ihre Produkte an. Diese reichen vom Projektmanagement und der Beratung über die gesamte Projektdauer, die Konzeption und Installation der benötigten Hardware- und Kommunikationslösung bis hin zur Schulung der Mitarbeiter sowie dem Support und der Wartung der Produkte.

Weitere Informationen finden Sie auf:

https://edir.bulk-online.com/profile/10776-pc-soft.htm