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Abwasser
Betriebsführung einer Kläranlage
Zweckverband Ostholstein (ZVO)

Der Trend zu standardisierten Systemen hat sich in den letzten Jahren immer mehr verstärkt. So wird z.B. bei Stadtwerken und Energieversorgern mit komplexen Fernwirk- und Leitsystemen bevorzugt das IEC60870-5-101 oder -104 Protokoll zur Kopplung zwischen einzelnen Systemen eingesetzt. Mit diesen Standards existieren firmenunabhängige Übertragungsprotokolle, die aufgrund ihrer Strukturierung ideal zur Kopplung zwischen dem Leitsystem und der Fernwirktechnik geeignet sind. Der Vorteil des seriellen -101 Protokolls liegt in der physikalischen Trennung von Daten aus der IP Technik und stellt somit eine natürliche Barriere im Hinblick auf IT-Security Maßnahmen dar.

Aufgabenstellung

Eine kleine Gemeinde vergibt die Betriebsführung ihrer Kläranlage an den Zweckverband Ostholstein (ZVO).

Für die Überwachung benötigt der ZVO Betriebs- und Störmeldungen, Zählimpulse und Messwerte der Anlage. Diese Daten sind jederzeit erforderlich und müssen auf die bestehenden Leittechnikstrukturen aufgeschaltet werden.

In der Nähe der Kläranlage existiert eine Funk-Fernwirkstation des ZVO. Hier steht eine serielle Schnittstelle mit dem IEC60870-5-101-Protokoll zur Verfügung, um die Daten in die bestehenden Strukturen einbinden zu können. Allerdings existiert zwischen der Kläranlage und der Fernwirk-Unterstation keine Leitungsverbindung, sodaß hier eine Funkverbindung erforderlich ist.

Vorteile
  • Geringer Engineering-Aufwand durch standardisierte Protokolle
  • Niedrige Betriebskosten durch Funk im gebührenfreien ISM-Band
  • Einfache Inbetriebnahme durch kompakte, integrierte Geräte

Lösung

Mit Hilfe des modularen Datenfunk-Systems aus der MFW-Familie konnte die Betriebsführungs-Anforderung intelligent und effizient gelöst werden.

Alle erforderlichen Daten aus der Kläranlage werden zu der ca. 450 Meter entfernten Fernwirk-Unterstation gefunkt. In der Kläranlage erfolgt die Signalkopplung über galvanische Ein- und Ausgänge an eine MFW-Unterstation. Die Gegenstelle besteht aus einem kompakten MFW-Mastermodul. Dieser Baustein koppelt sämtliche Signale der Kläranlage über eine serielle Schnittstelle mit 60870-5-101 IEC-Protokoll auf das Leitsystem des ZVO aus. Durch die serielle Schnittstelle stellt dies eine unüberwindbare Firewall unter IT-Security Gesichtspunkten dar.

Bei Bedarf kann dieser Master bis zu 31 Unterstationen ansteuern und überwachen. Dabei können einzelne Stationen als Repeater konfiguriert werden, um große Entfernungen zu überbrücken oder Hindernisse in der Funkstrecke zu umgehen.

Die Übertragung erfolgt im anmelde- und gebührenfreien 70 cm ISM-Funkband mit einer Sendeleistung von 10 mW. Die hochwertigen Funk-Modems sind in den Fernwirk-Geräten integriert und zeichnen sich durch eine Empfangsempfindlichkeit von -116 dBm aus.

Dadurch sind stabile Funkstrecken bis ca. 10 km bei freier Sicht realisierbar. Innerhalb des Funkbandes sind 64 Kanäle über DIP-Schalter direkt am Gerät frei einstellbar. Somit können problemlos belegte Funkkanäle umgangen werden.

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