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Thema: Einsteiger Fragen zum Thema SPS mit Webserver und Fernwartung über das Internet

  1. #1
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    Hi,

    wir betreiben mehrere Contracting-Anlagen für Wärme und werden auch in Zukunft weitere Anlagen installieren. Wir machen die Wartungsarbeiten etc. selbst.

    Unser Ziel ist es für die neuen Anlagen ein einheitliches System zu realisieren, mit dem wir zu einen die Anlagen regeln/steuern können und zum anderen uns die Daten über einen Webserver oder ähnliches über das Internet anschauen können.
    Unsere normalen Anlagen beschränken sich meistens auf 1-3 Pufferspeicher, ein BHKW, 1-2 Kessel, Trinkwasserstationen oder Schichtladespeicher.

    Bis jetzt wird die Fernwartung meist noch über eine GLT realisiert, auf die wir über den Teamviewer zugreifen können.

    Da unsere Anlagen meistens nicht besonders groß ausfallen, habe ich mir darüber Gedanken gemacht, ob es nicht sinnvoller wäre die Regelung der Anlagen mit einer SPS zu realisieren, in welche sich ein Webserver integrieren lässt, den ich selbst programmieren kann. Nach meinen Recherchen würde das ganze wohl mit den Lösungen von Wago funktionieren.

    Mein Ziel wäre es, dass die einzelnen Werte wie Speichertemperatur, Vorlauftemperatur etc. auf der SD-Karte der SPS gespeichert werden und diese Daten dann einmal pro Tag von einen Server, der in unseren Firma steht, heruntergeladen werden. Zudem sollen zu unserem Server in der der Firma Fehlermeldung unmittelbar nach dem Auftreten des Fehlers gesendet werden. Schwerwiegende Störungen sollen direkt per SMS an den Wartungsmonteur gesendet werden.
    Die Verbindung zischen unserem Server und dem Router der SPS würde ich gerne mit VPN realisieren.

    Welche Alternativen, als Wago gibt es für dieses Vorhaben? Sie sollte günstig sein und die Möglichkeit besitzen die gängigsten Protokolle, welche in der Hausautomation und in der Wärme-und Kälteerzeugung genutzt werden unterstützen.
    Welche Programme werden dafür benötigt?

    Nach meinen eigenen Recherchen, kann man fast alles SPS mit Codesys programmieren. Da ich selbst schon in C Mikrocontroller programmiert habe und auch die Grundsachen von LabView und ein ganz wenig JAVA beherrsche, wäre meine nächste Frage, ob mir dieses Wissen überhaupt was für die Programmierung von Codesys bringt. Wie sieht es bei Codesys mit der Webserverprogrammierung aus? Geht dies mit Schnellbausteinen oder muss man den Code komplett programmieren?
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  2. #2
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    Hi theblackraven,

    also ich setze seit Jahren die Steuerungen X20 und PowerPanel von Bernecker & Rainer ein.
    Auf diesen kann man einen WebServer installieren bzw. programmieren.
    Zur Systemdiagnose (Hardware usw.) gibt es den SDM - SystemDiagnosticManager, entweder in der Visualisieren oder per Ethernet-Netzwerk.
    Außerdem gibt es eine Menge Libraries zur Anschaltung an Fremdprotokollen (Modbus RTU/TCP, TCP, UDP, PowerLink, Profibus, usw.)
    Eine Verbindung per VPN ist natürlich, aufgrund der Ethernet Verbindung, sowieso möglich. Diese muss halt das ein Admin konfigurieren, oder man
    hat die richtige Hardware.

    Die Daten können auf einem USB-Stick gespeichert werden. Dafür gibt es von B&R gute Libraries. Musst du mal nachfragen, der Support ist toll.

    Per RS232 kann man relativ leicht auf ein GSM-Modem zugreifen --> Da gibt's auch was von B&R. Die helfen sicherlich weiter.

    Falls man mal ein Problem mit dem VPN oder mit der Verbindung an sich hat, gibt's ein Tool (Runtime Utility Center), das kann man auf einem Rechner
    Vorort installieren, und kann dann per Teamviewer z.B. Daten hochladen, runterladen, SPS-Neustart, usw.

    Programmiersprachen sind natürlich alle Möglichen möglich: FUP, KOP, ST, Ansi C, AB (Automation Basic),...
    Da du ja schon in C programmiert hast, kann man sich dann "relativ" leicht auf das neue einstellen.

    Und was noch positiv ist, das ist die Möglichkeit eine Visualisierung auf einer Steuerung ohne Panel zu machen.
    Auf diese greift man einfach per VNC zu. Funktioniert leider nicht immer 100%ig - Ist aber soviel ich weiß auch kein Industrie-Standard.

    Und das alles kannst du mit dem Automation Studio von Bernecker & Rainer machen.
    Wenn du mal Zeit hast, kannst du dir die Software runterladen, und 30 Tage lang probieren.

    Viel Spass

  3. #3
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    Habt ihr schon mal über einen Scada-Server nachgedacht, der die Anlagen zentral visualisiert und fernwartbar macht und auch alarmiert, wenn etwas schiefgeht. Dazu werden die Steuerungen mit einem zentralen Server meist über ein Ethernet-Protokoll verbunden. Der zentrale Server fragt dann in regelmäßigen Abständen (z.B. 1 x pro Sekunde) Werte von allen Anlagen ab und stellt diese an einem PC (meist auch über Webserver abrufbar) dar. Ist so ähnlich wie ein GLT, aber zentral für dezentrale Anlagen. Für ein kontinuierliches Monitoring und einen schnellen Überblick über alle Anlagen ist das jedenfalls einfacher, als sich nacheinander auf die Webserver aller Steuerungen zu schalten, um zu prüfen, ob alles stimmt.

    Man kann mit einem Scada-System auch die Betriebsdaten aller Anlagen zentral erfassen und sehr einfach Auswertungen über alle Anlagen machen.

  4. #4
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    Die Sache mit dem SCADA-Server hört sich ziemlich interessant an. Da ich in Sachen SPS-Visualisierung etc. wirklich noch sehr unerfahren bin habe ich für mich selber ein Funktionsschema erstellt. Anhang 24735

    Ich hoffe, dass dieses in den Grundzügen richtig ist.

    Für mich wäre nun vor allem wichtig welche Komponenten ich genau brauche und für was diese genau benötigt werden. Im folgenden zähle ich kurz auf, was ich selbst bis jetzt herausfinden konnte

    Hardware für die Regelung und Steuerung:
    -SPS mit Ethernetanschluss
    -I/O Module für die Transmitter (Fühler etc) und zum Ansteuern von Ventilen, Motoren, Freigabe für den Gaskessel etc.
    -GSM-Modul
    -Für unsere Wärmengenzähler ein Modul für den M-BUS

    Zum Programmieren der Regelung Steuerung:
    Codesys mit den richtigen Targets, oder eine andere Programmierumgebung

    Hardware zur Übertragung der Daten
    - Router mit VPN Möglichkeit

    Hardware Zentrale:
    - Server

    Software Zentrale:
    SCADA Server, z.B. VISAM

    Allerdings habe ich nun noch ein paar zusätzliche Fragen:

    Wie viele dezentrale SPS-Steuerungen kann ich mit einem SCADA-Server Visualisieren? Die Visualisierung sollte so stattfinden, dass ich mir ein Gebäude aussuchen kann und danach die Visualisierung des einzelnen Gebäudes aufrufen kann.
    Kann der SCADA-Server die Visualisierung selbst übernehmen? Ich hätte gerne einen Rechner auf den wir alle per Teamviewer zugreifen können. Kann ich mir aus einer bestehenden GLT über OPC die Daten auf unseren Server senden bzw. abrufen? Welche SCADA-Server Software könnt ihr mir empfehlen? Wie wird ein SCADA-Server administriert und die Visualisierung programmiert?

    Ein Scada-Server für alle SPS hat für mich einen entscheidenden Nachteil: Fällt dieser aus, dann kann ich auf keine einzige SPS mehr zugreifen. Wie löst man am besten dieses Problem?

  5. #5
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    Hallo Blackraven,

    moderne Scada-Systeme können auf einem normalen PC viele SPS und E/A-Punkte anbinden. 30.000 bis 50.000 E/A-Punkte sind normalerweise kein Problem.
    Scada-Server sind ja extra für sehr viele Daten ausgelegt. Es bietet sich z.B. ein Windows Server-Betriebssystem an, meist funktioniert aber bei moderater Last auch ein Desktop Windows.

    Die Darstellung einer Übersicht über alle Gebäude (auch mit einigen Statusinformationen) und dann per Klick der Aufruf eines einzelnen Gebäudes sind eine Standardaufgabe für Scada-Systeme.
    Navigation zwischen Bildern und vor allem wiederverwendbare Bilder, für die man einfach die Adressen ändert, sind ebenfalls Standard. Man erstellt also einmal eine Vorlage für die Überwachung und Steuerung eines Gebäudes im Scada-System und ändert dann einfach zur Laufzeit die Adressierung (Umschaltung der SPS). Das ist wirklich ziemlich einfach und flexibel.

    Was die Ausfallsicherheit angeht, kann man einen Scada-Server auch redundant auslegen. Man stellt einfach einen zweiten Rechner daneben. Für wichtige Anwendungen kann man einen Hot-Standby vorsehen, fällt ein Server aus, übernimmt direkt der andere. Für weniger wichtige Anwendungen reicht auch ein Soft-Standby also ein Rechner mit dem gleichen Programmstand, den man einfach hochfährt, wenn der andere ausfällt. Die meisten Scada-Anbieter bieten Rabatte für die zweite Standby-Lizenz, man kann aber meist auch im Cold-Standby einfach den USB-Dongle mit der Lizenz-Datei abziehen und beim anderen Rechner anstecken.

    Es bietet sich natürlich an, eine Notfall-Visualisierung auch in oder an der Steuerung z.B. über Codesys vorzusehen, auf die man aus der Ferne zugreifen kann. Dann ist man noch einmal abgesichert.

    OPC unterstützen eigentlich alle Scada-Systeme, wenn eure GLT also einen OPC-Server hat, kann man darauf auf jeden Fall zugreifen.

    Ein Scada-System ist folgendermaßen aufgebaut:

    1. ein E/A-Server, die die Kommunikation mit der SPS / dem OPC-Server übernimmt
    Der hat meist viele verschiedene Kommunikationstreiber z.B. Modbus TCP, OPC, Siemens S7 Ethernet-Protokoll oder ähnliche. Alle Treiber können natürlich parallel betrieben werden.
    Die Treiber fragen Adressbereiche z.B. im Sekundentakt ab und schicken die Daten an den Scada-Server. Der E/A-Server läuft eigentlich fast immer auf dem gleichen PC, wie der Scada-Server selbst.

    2. der Scada-Server
    Der übernimmt die Adressen des E/A-Server als Variablen und stellt diese dann der Visualisierung zur Verfügung. Der Scada-Server kann aber noch mehr. Er kann Berechnungen (z.B. Skalierungen und Umrechnungen) ausführen, er kann auch automatisch reagieren, er kann Alarme generieren (z.B. bei Grenzwertüberschreitungen oder bei Fehlermeldungen der Steuerung oder Ausfällen einzelner Komponenten) und er kann Daten loggen.

    3. Die Visualisierung über einen Client

    Eine Visualisierung wird im Scada-Projekt in einem Entwicklungsprogramm erstellt. Das ist meist relativ einfach und trotzdem mächtig. Die Visualisierung kann dann auf dem gleichen PC oder einem entfernten PC mit Netzwerkverbindung (Client-Server) in einer Laufzeitumgebung ausgeführt werden. Die meisten Scada-Systeme stellen außerdem einen Webserver zur Verfügung, der die Visualisierung und Steuerung auch im Browser ermöglicht. Bei guten Scada-Systemen wird die Visualisierung des Clients ohne Mehraufwand zum Web-Server-Projekt (Publish-Funktion). Natürlich ist in den allermeisten Fällen auch ein Zugriff auf den Visualisierungsclient über Fernbedienung des Rechners möglich (Remote Connection wie Teamviewer etc.).

    Siemens WinCC ist natürlich in Deutschland sehr verbreitet, damit kann man nichts falsch machen. Ich habe viele Jahre iFix (gehört inzwischen General Electric) genutzt und bin ein Fan davon, ist relativ einfach, sehr offen und vielseitig.

    (Wir haben Scada-Software von Wellintech aus China im Einsatz, funktioniert auch gut, ist aber hier zu Lande wenig verbreitet. Mit den beiden oben genannten viel genutzten Systemen macht man auf jeden Fall nichts falsch.)

  6. #6
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    Mit Visam habe ich bisher keine Erfahrung, ich habe aber gesehen, dass die sogar einen Treiber für KNX IP haben. Das ist natürlich für die Gebäudetechnik praktisch.

  7. #7
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    Hallo, ich kann euch leider nicht weiterhelfen, welche SPS sich für welche Anlage am Besten eignet. Allerdings kann ich euch in Fragen VPN weiterhelfen. Ich würde dann allen Anlagen einen eigenen IP-Bereich geben und dann über einen VPN-fähigen Router zu ein großen VPN Netz zusammenführen. Hier sollte man dann noch beachten, dass verschiedene Berechtigungen der Clients vergeben werden. Für VPN Einsteiger empfehle ich euch den INSYS Connectivity Service (http://www.insys-icom.de/icom/de/loe...tivity-service). Auf der Seite www.insys-icom.de findet ihr auch noch weitere interessante Beiträge zu VPN. Ich hoffe, ich konnte euch etwas weiterhelfen, für weitere Fragen steh ich gerne zur Verfügung. Schöne Grüße aus Regensburg Alexander Augustin

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