Intelligenter Hochwasserschutz

Westermos Netzwerkkomponenten mit ihrem intelligenten Betriebssystem WeOS sowie die Ma­nagement-Software WeConfig sorgen für den bestmöglichen Hochwasserschutz im Kanton Bern.

Das gilt einerseits bei der Überwachung der Wasserstände des Brienzer-, Thuner- und Bielersees sowie der wichtigsten Fließgewässer inklusive des Wehrs Port Brügg.

Wehrwaerter_2Dort, wo früher Datenlogger nur alle paar Stunden bis Minuten die verschiedenen benötigten Messwerte übermittelt hatten, geschieht dies dank modernster Technologie heute in Echtzeit. Um Menschen zu schützen, materielle Schäden an Gütern abzuwehren und um gewaltige Wassermassen in den Griff zu bekommen, kommt mittlerweile innovative und zuverlässige Automationstechnologie zum Einsatz. An etwa 50 Messorten werden nun zirka 80 Einzelmesswerte wie Wasserstände, Durchflüsse oder Niederschläge erfasst, übertragen, kontrolliert, ausgewertet und dargestellt.

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Robuste Datenkommunikation für Končar-KET

Westermos Netzwerk-Technologie gewährleistet den effizienten Betrieb von Eisenbahnen in Kroatien

Eine permanente Ethernet-Kommunikation stellt im Bahnverkehr aufgrund starker Vibrationen, elektromagnetischer Verträglichkeit, großer Temperaturunterschiede und vielem mehr hohe Anforderungen an die Intelligenz von Bordnetzen und an die Netzwerke entlang von Bahntrassen. Dabei muss die Sicherheit und Verfügbarkeit der Kommunikationsmittel dauerhaft gewährleistet sein, auch unter schwierigen Bedingungen. Zu den führenden Herstellern industrieller Datenkommunikationsapplikationen gehört Westermo. Das schwedische Unternehmen fertigt seit 1975 anspruchsvolle Lösungen für robuste Anwendungen nicht nur in der Fabrikautomation, sondern auch in der Verkehrs-, Wasser- und Energieindustrie.

Genau wegen seiner jahrzehntelangen Erfahrung wurde Westermo ausgewählt, ein großes Eisenbahnprojekt in Kroatien mit robusten und zuverlässigen Applikationen entlang der Bahntrasse auszurüsten. Das Projekt umfasste ein SCADA-Fernsteuerungssystem, das Bahnhöfe, Strecken-Einrichtungen und Schaltkästen auf den Linien „Moravice-Rijeka-Šapjane“ und „Škrljevo-Bakar“ im fernen Nordwesten des Landes mit dem Remote-Control-Center in Rijeka verbindet. Das Fernsteuersystem sammelt kritische Kommunikationsdaten wie Signalsteuerung, Alarme, Steuerbefehle und den aktuellen Zustand des IT-Systems. Aus diesem Grund war eine äußerst zuverlässige Datenkommunikationstechnologie zur Vernetzung erforderlich. Die Končar-Kraftwerk und Elektro-Traktion Engineering (Končar-KET), mit Sitz in der kroatischen Hauptstadt Zagreb, wurde beauftragt, das neue Fernsteuerungssystem und das Datenkommunikationsnetz für die beiden Linien zu implementieren. Die Entscheidung, Westermo-Geräte zu verwenden, basierte auf einer bereits bestehenden, intensiven Zusammenarbeit zwischen Končar-KET und kroatischen Westermo-Distributor Microstar.

„Das Netzwerk unterstützt kritische Anwendungen und muss deshalb ein sehr hohes Niveau an Zuverlässigkeit bieten“, sagte Dejan Fabris, Systemingenieur bei Končar-KET. „Wir schätzen die Vorteile der Westermo-Technologie, wie seine Robustheit und Zuverlässigkeit. Aus diesem Grund haben wir nicht gezögert, Westermo-Produkte für dieses sehr wichtige Projekt auszuwählen.“ Das industrielle Netzwerk, das Končar-KET entworfen hatte, unterstützt sowohl Daten- als auch Telefon-Kommunikation. Für die 120 km lange Strecke „Moravice-Rijeka-Šapjane“ wurden LWL-Kabel verlegt. Der Abschnitt „Škrljevo-Bakar“ hingegen ist 2,5 km lang und verwendet für das Netzwerk eine Kupferverkabelung.

Um in den Netzwerken zu kommunizieren, verwendet Westermo Industrial-Ethernet-Switches des Typs Lynx, Industrial-Ethernet-Extender der Wolverine-Reihe und Glasfasermodems für den Anschluss von Peripheriegeräten. Westermos Betriebssystem WeOS, mit dem die Switches betrieben werden, sorgt für eine schnelle, unkomplizierte Geräte- und Netzwerkkonfiguration und gewährleistet zudem für einen hochzuverlässigen Betrieb der Anwendung. Ferner stehen dem Betreiber mit WeOS viele Optionen zur Verfügung, die sein Netzwerk vor Cyber-Angriffen schützen.

Das Klima in Kroatien stellt eine große Herausforderung für das Equipment entlang der Strecke dar. Im Sommer können die Temperaturen bis 40 °C steigen, im Winter bis -10 °C abfallen. Kein Problem für Westermos robuste Lynx- und Wolverine-Switches. Sie sind für dieses Projekt ideal , da die Geräte so konzipiert wurden, dass sie auch in anspruchsvollen Umgebungen problemlos funktionieren. Selbst ein Kaltstart bei -40 °C beziehungsweise Temperaturen von +70 °C (beides über eine lange Lebensdauer) stellen keine Herausforderung dar.

 „Zuverlässig eine gute Leistung auch bei extremen Wetterbedingungen abzuliefern war eine wesentliche Voraussetzung für die Ausrüstung an diesem Projekt“, sagt Systemingenieur Fabris." Entscheidend war, dass Westermo seine Netzwerk-Produkte selbst entwickelt, sie mit den notwendigen Zertifizierungen ausgezeichnet wurden und sich in rauen Trackside-Applikationen bereits bestens bewährt haben. Das hat uns von Anfang an großes Vertrauen in diese Lösung gegeben."

Da das Netzwerk entscheidend für die sicheren und effizienten Betrieb der Linien ist, war außerdem eine Netzwerk-Redundanz erforderlich. Sichergestellt wird dies innerhalb der Vernetzung mit einer Ringstruktur und Westermos patentiertem FRNT-Ringprotokoll. Es garantiert eine schnelle Wiederherstellung des Netzes binnen 20 ms, sollte an einer beliebigen Stelle des Netzwerks ein Fehler (wie zum Beispiel ein defektes Kabel) auftauchen. Seit das Netzwerk in Betrieb ist, arbeitet es, laut Koncar-KET, sehr zuverlässig und hat bislang keine Probleme gemeldet. „Wir sprechen hier über Westermo-Switches, die ihre Arbeit zuverlässig ohne Probleme 24/7, 365 Tage im Jahr verrichten – und das in einer redundanten Ring-Topologie“, so Fabris weiter. „Das beweist, wie robust und zuverlässig die Geräte sind.“

 

Das von Končar-KET entworfene industrielle Netzwerk unterstützt sowohl Daten- als auch Telefonkommunikation. Auf einer Strecke werden die Daten über Glasfaser transportiert, auf einer anderen Strecke basiert das Netzwerk auf einer Kupferverbindung. Zur Verwaltung der Netzwerke stellt Westermo Industrial Ethernet-Switches der Lynx-Reihe, Industrial-Ethernet-Extender vom Typ Wolverine sowie Glasfasermodems  für den Anschluss von Peripheriegeräten zur Verfügung.


Zu den Produkten...

Unternehmenskritische Kommunikation am Meeresboden

Westermo-Switches auf Lynx-Basis funktionieren auch in 3.000 m Tiefe noch zuverlässig.

Waghäusel, 19. Juni 2015 Öl und Gas aus den Tiefen des Meeres zu fördern, ist sehr anspruchsvoll und erfordert hoch entwickelte Technologien, um eine effiziente und vor allem sichere Produktion zu gewährleisten. Unterwasser-Systeme werden ständig weiterentwickelt und verbessert, und als dessen Folge werden Chancen, neue Reservoirs zu erschließen, die zuvor entweder als unwirtschaftlich oder nicht zugänglich galten, immer wahrscheinlicher. Die Verbesserung der Datenkommunikation spielt dabei eine äußerst wichtige Rolle. Sie unterstützt Betreiber bei einer erhöhten Produktion, einem optimalen Gerätezustand und Sicherheitsinformationen, um so einen effizienten und sicheren Betrieb zu gewährleisten.

FMC Technologies ist ein weltweit führendes Unternehmen in der Energiebranche und bietet Unterwasser-Systeme für die Öl- und Gasförderung und -verarbeitung auf dem Meeresboden. FMC-Produkte können in einer Tiefe von bis zu 3.000 Meter installiert werden. Da ein Zugang in diesen Regionen generell sehr aufwändig ist, sind Geräteausfälle oder Unterbrechungszeiten mit einer schwierigen sowie kostspieligen Wartung verbunden und führt aufgrund eines Produktionsausfalls zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten. Es ist daher äußerst wichtig, dass alle Komponenten eines Unterwasser-Systems höchste Zuverlässigkeit und eine möglichst lange mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) bieten. FMC Technologies kann mit seinen Unterwasser-Systemen jetzt schon eine Kommunikationssystembetriebszeit knapp unter 100% anbieten, versucht aber dennoch ständig, seine Systeme weiterzuentwickeln, um die Leistung und Zuverlässigkeit weiter zu erhöhen. Aktuell auf dem Markt verfügbare Kommunikationstechnologien bieten FMC die Gelegenheit, sowohl die eigene Zuverlässigkeit und Leistung zu verbessern, und selbstverständlich ist das Unternehmen daran interessiert, diesen Vorteil zu nutzen. Zum Beispiel setzt FMC Technologies Industrial Ethernet Switches ein, um Datenreihen von Eruptionskreuzen zu kontrollieren. Diese Eruptionskreuze werden zur Überwachung und Steuerung von Unterwasserbohrungen eingesetzt und sind ein zentraler Teil des Produktionssystems. In einfachen Worten, Eruptionskreuze sind große Ventile, die direkt über der Ölquelle im Bohrloch installiert sind und den Durchfluss, Druck und anderen Variablen in den Extraktionsprozess steuern.

Bei der Suche und Beschaffung neuer Datenkommunikationsgeräte für Eruptionskreuze, benötigt FMC Technologies sehr robuste und zuverlässige Produkte, die obendrein einen äußerst langen Lebenszyklus von bis zu 30 Jahren bieten. Entscheidend war es für FMC auch, dass der künftige Partner eine Erfolgsgeschichte in Sachen Datenkommunikations-lösungen für kritische Industrieanwendungen vorweisen und skalierbare, zukunftssichere Lösungen bieten konnte.

„Zuverlässigkeit und Betriebsverfügbarkeit sind in dieser Art von Anlagen extrem immanent, und es ist wichtig, dass die Datenkommunikationstechnologie, auf die wir setzen, diese extremen Herausforderungen unterstützt“, erklärt Bjørn Haavengen, Global R&D Manager für Kontroll- und Datenmanagement bei FMC Technologies. „Bei der Suche nach neuen Technologien benötigen wir Unternehmen mit einer klaren Vision zukünftiger Kommunikationslösungen und langjähriger Erfahrung bei kritischen Anwendungen.“ Angesichts dieser anspruchsvollen Herausforderungen bat FMC Technologies Westermo um Unterstützung. Nach etlichen Tests kam FMC zu dem Schluss, dass die Produkte des schwedischen Technologie-Spezialisten alle Anforderungen für die Steuerung und das Monitoring in dieser besonderen unternehmenskritischen Kommunikationsinfrastruktur perfekt erfüllen.

Westermo hat, wie FMC Technologies, die Philosophie, mehr als nur ein Produkt zu konstruieren. Beide Unternehmen sind in der Lage, komplette Lösungen für komplexe und anspruchsvolle Umgebungen zur Verfügung zu stellen. Nur mit den hochwertigsten Komponenten und – wo immer es möglich ist – ohne Elektrolyt-Kondensatoren, Relais, Lüfter und Batterien (sie reduzieren in der Regel die MTBF) hat Westermo die weltweit zuverlässigsten Ethernet-Switches auf dem Markt entwickelt und bietet, abhängig vom Modell, branchenführende MTBF-Zeiten (Meantime Between Failures) von mehr als 500.000 Stunden. Um sich davon zu überzeugen, hat FMC Technologies Westermos Produktionsstätten sowie die Entwicklung vor Ort besucht und die Herstellungsprozesse überprüft. „Westermos Produktionsstätte in Schweden ist sehr beeindruckend und State-of-the-Art in der Industrie-Elektronik“, so Björn. „Die strengen Produktions- und Qualitätsverfahren bedeuten, dass Produkte in vielen Stufen des Herstellungsprozesses geprüft werden und das wiederum versichert die maximale Zuverlässigkeit der Produkte!“

Ein modifizierter Ethernet-Switch von Westermo verantwortet nun die hauptsächliche und wichtigste Datenübertragung über die Eruptionskreuze von FMC Technologies. Er basiert auf den Managed Switches der kompakten Lynx-Reihe. Konstante und zuverlässige Kommunikation ist ein wesentliches Kriterium. Westermos Ethernet-Switches werden verwendet, um eine Vielzahl von kritischen Daten einschließlich Temperatur, Druck und Strömung zu übertragen. Die Switches sind in einem Elektronik- und Kommunikationsgehäuse innerhalb des Eruptionskreuzes installiert. Dieses Gehäuse beherbergt eine Reihe an elektronischen Geräten und Vorrichtungen und bietet eine geschützte Umgebung.

„Die Zusammenarbeit von FMC Technologies und Westermo funktioniert sehr gut und hat Lösungen für schwierige Herausforderungen hervorgebracht“, sagte Jan-Helge Kupen, Projektleiter bei FMC Technologies. „Die Möglichkeit, sich auf jeden Lieferanten verlassen zu können, ist entscheidend für den Erfolg dieser Projekte, vor allem in so anspruchsvollen Bereichen wie der Kommunikation mit Geräten auf dem Meeresboden.“

Als Ergebnis der Zusammenarbeit werden nun Eruptionskreuze von FMC Technologies inklusive der Westermo-Switches jetzt für Öl- und Gasprojekte auf der ganzen Welt eingesetzt.

Lynx – die kompakte Routing-Switch-Familie

Ob industrieller Ethernet- oder Device-Server-Switch, die Geräte unterstützen je nach Modell fortgeschrittenes Layer-2-Switching für einen optimalen Datentransfer und schnelle Wiederherstellung redundanter Ethernet-Ring-Netzwerke beziehungsweise Layer-3-Routing einschließlich statischem und dynamischem Routing, VRRP, NAT und Port Forwarding. Funktionen für VLANs mit Unterstützung von bis zu 64 virtuellen Netzwerken in Kombination mit Layer-3-Protokollen gewährleisten eine beispiellose Netzwerksicherheit. Westermos einzigartige FRNT-Technologie dient der Rekonfiguration eines umfangreichen Netzwerkes. Unabhängig von der Netzlast gehört es mit einer Rekonfigurationszeit von weniger als 20 Millisekunden zu einem der schnellsten Redundanzprotokolle auf dem Markt. Alternativ auch mit IECEx, DNV-Zertifizierung und UL-Zulassung! (s. auch www.westermo.de/lynx)

Westermos Ethernet-Extender und -Switches managen Zugbewegungen des Cardiffer Hauptbahnhofs

Westermo-Produkte erfüllen alle Anforderungen der EN-50121-4-Norm und widerstehen den härtesten Einsatzbedingungen

 

Waghäusel, 26. September 2014. Mehr als 170 Ethernet-Extender der Wolverine-Reihe und 30 Lynx-Ethernet-Switches liefert Westermo für das Projekt „Cardiff Area Signalling Renewal“ (CASR), das rund 310 Kilometer Gleisstrecke zwischen Newport und Port Talbot in der walisischen Grafschaft Glamorgan abdeckt.

Network Rail vergab die Signalerneuerungs- und Stromverteilungsverträge des Projekts an Atkins. Das britische Beratungsunternehmen wiederum wählte Westermos Wolverine-DDW-225-Extender als Grundlage, um ein robustes und widerstandsfähiges, IP-basiertes Kommunikationsnetzwerk entlang der Trasse aufzubauen. Atkins ist mit Westermo als Anbieter von Hochleistungskommunikationslösungen vertraut und hatte schon zuvor dessen Modems bei verschiedenen Systemen und Projekten eingesetzt. Westermo ist nicht nur in der Lage, robuste Produkte mit den erforderlichen Genehmigungen zu liefern, sondern stellte dem CASR-Projekt auch seinen technischen Support für diese komplexe Anwendung zur Verfügung.

Westermos Ethernet-Extender hatten bei Network Rail im Bereich der Telekommunikationsanwendungen schon eine große Akzeptanz. Deswegen war es für das Unternehmen nachvollziehbar, diese Geräte erweitern zu lassen, um auch Signal-Anwendungen abzudecken.

Dank der schnellen SHDSL-Übertragungstechnik können vorhandene Twisted-Pair-Kabel verwendet werden, um eine Hochgeschwindigkeits-Remote-Fernverbindung zwischen Standorten herzustellen. Die Beschränkung durch das Design eines Standard-Ethernet-Netzwerks bei der Übertragung über Kupferleitungen auf eine Entfernung von 100 m für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen entfällt somit. Außerdem erfüllen die Wolverines die Anforderungen der DIN-Norm EN50121-4 für Eisenbahnstreckennutzung und sind so konstruiert, um den härtesten Einsatzbedingungen Stand zu halten.

Das CASR-Projekt ist ein technisch anspruchsvolles Vorhaben und eines der ersten Großprojekte, die innovative Steckverbindungen und neue Zugdetektions-technologien nutzen, was wiederum Zeit und Geld spart. Gemeinsam mit Westermo erstellt Atkins eine Basisarchitektur für ein vollständiges Kommunikationssystem, das – wo es möglich ist – die vorhandenen Festnetz-Knoten (FTN = Fixed Telecom Network) in das Projekt einbindet. Westermo überprüft die Systemarchitektur und berät Atkins bei der Inbetriebnahme und Konfiguration der Geräte.

Die DDW-225-Extender bilden die Basis des Ethernet-Netzwerks, das die Schaltschränke zur Signalanzeige über unterschiedliche

Distanzen miteinander verbindet, abhängig davon, wo das Signal lokalisiert wird. Die SHDSL-Technologie ermöglicht dabei die Langstreckenübertragung der Daten über neue und bestehende Kupferkabel. Der DDW-225 verwendet das Westermo-Betriebssystem WeOS mit innovativen Switching- und Routing-Funktionalitäten.
An jedem Ende des Netzwerkes und an verschiedenen Punkten entlang der rund 40 km langen Gleisstrecke des „Phase 1“-Bereichs von CASR verbindet sich das Ethernet-Netzwerk mit der Leitwarte über das bestehende FTN, um die Redundanz sicherzustellen. Sollte ein Gerät ausfallen oder zwei Abschnitte des Ethernet-Netzwerks durch Diebstahl getrennt oder durch Diebstahl unterbrochen werden, können die Daten von dem Sensor über das FTN-Netzwerk über den zweiten Sensor und die Ringleitung umgeleitet werden. Dies ist möglich, mit Hilfe der einzigartigen Westermo-FRNT-Technologie (Fast Recovery of Network Topology), dessen Redundanzprotokoll  zu den schnellsten weltweit gehört und eine Wiederherstellungszeit von unter 20 ms ermöglicht.

Zugbewegungen und -Diagnosedaten werden über FTN in den Kontrollraum des „Regional Operations Centre“ von Wales (WROC) übertragen. Im Kontrollraum wird mit Hilfe von über 30 Westermo-Lynx-Switches und -DDW-225  die Netzwerkleistung optimiert und die Datenübertragung an das SCADA-System bewerkstelligt.

Die Managed-Ethernet-Switches Lynx 210-F2G sind für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen konzipiert. Ebenfalls ausgestattet mit dem WeOS bieten sie eine Stateful-Inspection-Firewall, statisches und dynamisches IP-Routing sowie IPsec-VPN-Unterstützung für erweiterte Netzwerke.

Auch der Lynx 210-F2G erfüllt alle Standards für Eisenbahntrassen.

Eine ausreichende Testphase bestätigte, dass die Systeme und Kommunikationsnetze erfolgreich arbeiten und genaue und zuverlässige Daten über Zugbewegungen von den Messstationen entlang der Bahnstrecke an das WROC in Cardiff weiterleiten. Die Phasen 1, 2 und 3 sind bereits abgeschlossen und das Projekt kann bereits Ende 2015 vollständig in Betrieb genommen werden.

Pilotprojekt „Intelligenter Anger“

Um für die zukünftigen Herausforderungen der Energiewende gerüstet zu sein, hat sich die Erlanger Stadtwerke AG entschieden, Analysen im Niederspannungsnetz durchzuführen. Dazu werden sichere und hochverfügbare Datenkommunikationslösungen  
benötigt, die außerdem für eine effiziente Administration der Daten sorgen und den IT-Aufwand des Unternehmens reduzieren. Die Stadtwerke haben sich dabei für den Einsatz robuster und zukunftsorientierter Hardware von Westermo entschieden.

Ein sinnvoller Umgang mit Ressourcen gehört zu den maßgeblichen Themen unserer Zeit. Dies beinhaltet einerseits den verstärkten Einsatz regenerativer Energie, andererseits den verantwortungsvollen Umgang mit konventioneller Energie. Um den stetig steigenden Herausforderungen der Energieerzeugung gewachsen zu bleiben, haben die Stadtwerke Erlangen (ESTW) das Pilotprojekt „Intelligenter Anger“ ins Leben gerufen. Im Erlanger Wohngebiet Anger existieren zahlreiche Photovoltaikanlagen. Durch die stetig wachsende Anzahl dieser Anlagen ergeben sich veränderte Leistungsflüsse im Niederspannungsnetz. Die ESTW wollen dieses Netz mit seinen Lastflüssen, Spannungsverläufen und die Spannungsqualität besser kennenlernen und Wissen für die Zukunft sammeln, um so Rückschlüsse auf andere Netzbezirke ziehen, neue Anforderungen schneller umzusetzen und sinnvolle Messpunkte einrichten zu können.

Ziele und Vorteile

Während in Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetzen viele Messstellen verfügbar sind, die eine Analyse in diesen Netzebenen erlaubt, sind die Vorgänge im Niederspannungsnetz noch weitgehend unbekannt. Hinzu kommen Vorgaben der Bundesnetzagentur, wie die Leistungssteuerung von Photovoltaik-Anlagen, die ebenfalls im Niederspannungsnetz angesiedelt sein kann. Eine Umsetzung dieser Vorgaben und die Möglichkeit, zukünftige Anforderungen schneller umsetzen zu können, sind Ziele des Pilotprojektes „Intelligenter Anger“. Zudem ergeben sich weitere Vorteile: Das bislang zeitaufwändige Sammeln und Auswerten von Daten aus verschiedenen Anwendungen wird reduziert und somit kostbare Zeit eingespart. Obendrein lassen sich Administrations-, Wartungszeiten und Aktualisierungs-Zyklen verringern. „Durch die so hinzugewonnene Zeit kann unser Team effizienter arbeiten und auf potenzielle Lastschwankungen schneller mit den richtigen Maßnahmen reagieren. Dadurch können wir letztendlich auch unseren Kunden einen besseren Service bieten“, erklärt Friedrich Schuh, mitverantwortlich für die Leit-, Fernwirk- und Übertragungstechnik bei den Erlanger Stadtwerken.

Standortwahl

Als Resultat aus der Analyse des städtischen Erlanger Netzes wurde der Netzbezirk Anger ausgewählt. Das Angergebiet besteht zum größten Teil aus dreigeschossigen Wohnbauten, die meist mit Photovoltaikanlagen einer Maximalleistung von 30 kWp ausgestattet sind. Messungen ergaben, dass die maximal mögliche, eingespeiste Leistung in der Größenordnung der abgegebenen Leistung liegt. Simulationsrechnungen zeigen einen Spannungshub bei maximal möglichem Photovoltaik-Ausbau von 5 %. Ein weiterer Zubau von Photovoltaikanlagen ohne Netzverstärkung war an einigen Stellen bereits jetzt nicht mehr möglich.

Hinzu kommt eine komplette Erschließung des Netzbezirks mit Glasfaserkabeln, die die Übertragung großer Datenmengen bis in dieZentrale der Erlanger Stadtwerke AG über ein stadtwerkeeigenes Netz ermöglicht.

Konzept der Datenübertragung

Erfasst werden Strom-, Spannungs-, Leistungs- und Qualitätsdaten an jedem Abgang im Niederspannungsnetz. Dazu wird jeder Abgang in den Trafostationen und Kabelverteilerschränken des Netzbezirks gemessen. Diese Daten werden jede Minute abgefragt und in einer Datenbank bei den ESTW gespeichert. Außerdem wird ein Teil der Daten an das Leitsystem geliefert und kann in einer Darstellung dieses NSP-Teilnetzes eingesehen werden. Eine Lastflussberechnung im Leitsystem ist damit möglich. Des Weiteren werden die Daten von intelligenten Zählern zur Ermittlung der momentanen Photovoltaikanlagen-Leistung in die Zählerdatenbank und in die Leitwarte übertragen. Damit sollen die Momentanwerte der eingespeisten Leistung auch im Falle einer Abregelung durch die firmeneigene TRA (Ton-Rundsteuer-Anlage) zur Verfügung stehen. Durch Einsatz verschiedener Fernwirksysteme mit Gateway-Funktion (Protokollwandlung) können Prozessgrößen für die Querkommunikation zwischen Zähler, Kabelverteilerschränken, Trafostationen und Leitsystemen genutzt werden. Damit das Projekt erfolgreich ist, werden für die Datenübertragung die bereits langjährig im Einsatz befindlichen Geräte der Firma Westermo, die sich in der Vergangenheit durch einen optimalen Service und eine partnerschaftliche Zusammenarbeit hervorgehoben hat, verwendet. Das einfache Handling und die innovativen Lösungen für große Datenmengen trugen wesentlich zu einer schnellen Umsetzung des Projektes bei.

Projektplanung

gut, auf Partner zurückgreifen zu können, mit denen in der Vergangenheit gut zusammengearbeitet wurde und die fähig sind, die neuen Herausforderungen zu meistern.“

 Für die Umsetzung des Pilotprojekts wurde eine Arbeitsgruppe gebildet, bestehend aus Mitarbeitern der Abteilungen Netzplanung, Anlagenplanung, Leittechnik, Zählertechnik und Netzservice, um die genaue Zielsetzung zu erarbeiten und die Umsetzung zu planen. Für die Datenübertragung werden LWL-Fasern aus dem firmeneigenen Glasfasernetz verwendet. Eine zentrale Forderung an das Projekt war es, die unterschiedlichen
Dienste auf einem Kommunikationsweg zu übertragen. Dabei wurde Wert auf innovative Lösungen gemeinsam mit verlässlichen Partnern gelegt. Im Rahmen des Pilotprojektes zeichnete sich die Firma Westermo mit ihren industriellen Routern und Switches als solch ein Partner aus (s. Bild 5). Hochverfügbarkeit der Netze und Sicherheit waren wesentliche Aspekte für die Wahl von robusten Westermo-Produkten, von denen mehr als 60 Stück zum Einsatz kamen. Denn die Komplexität der Anlagen erfordert nicht nur eine leistungsfähige und durchgängige Datenkommunikation, sondern auch Sicherheit vor unbefugten Zugriffen. Friedrich Schuh: „Bei der Umsetzung von neuen zukunftsfähigen Aufgaben ist es gut, auf Partner zurückgreifen zu
können, mit denen in der Vergangenheit gut zusammengearbeitet wurde und die fähig sind, die neuen Herausforderungen zu meistern.“

 

Vorgehensweise

Als erster Schritt wurden im Fernwirknetz des Angergebiets Trafostationen und Kabelschränke erneuert und mit modernster Kommunikationstechnik von Westermo ausgerüstet. Im weiteren Verlauf wird schrittweise von serieller auf Ethernet-Kommunikation umgestellt und zum ersten Mal Glasfasertechnik in dieser Konstellation genutzt. Auch die Zählerfernauslesung für die regenerative Erzeugung über Glasfaser ist ein Novum. Eine große Aufgabe liegt hier in der Bewältigung der gewaltigen Datenmengen: Explizit werden Daten von rund 100 Netzbausteinen und 30 gekoppelten elektronischen Zählern gesammelt. Erfasst werden Spannung, Netzqualität und Energieflüsse. Die Geräte übertragen außerdem Online-Werte von Photovoltaik-Einspeisungen größer 30 kW an die Netzleitstelle. Zusätzlich wird eine Überwachung und Steuerung von vier Trafostationen sowie die Zählerfernauslesung der Einspeisezähler über diesen Kommunikationsweg durchgeführt. Unabhängig von dieser Übertragung werden zusätzlich die Prozessinformationen der Netzbausteine in eine separate Netzanalysedatenbank übertragen, dort gespeichert und dann zur Netzanalyse des Niederspannungsnetzes herangezogen werden. Diese großen Datenmengen von verschiedenen Protokollen müssen sicher übertragen und an die verantwortlichen Stellen bei den ESTW verteilt werden. Mit der technologischen Neuausrichtung laufen künftig alle Daten aus Fernwirktechnik, Netzbausteinen und elektronischen Zählern sicher und beständig via Intranet in der Leitstelle zusammen und ermöglichen so eine kontinuierliche Lastflussberechnung in diesem Netzgebiet. Über das hochverfügbare Glasfasernetz können die ESTW-Ingenieure sämtliche Leitungen „just in time“ umfassend analysieren, eine exakte Zählerfernauslesung der Einspeisedaten und die Kontrolle der eingespeisten Leistung nach dem Abregeln von regenerativen Anlagen mittels Rundsteuertechnik vornehmen.

Ausblick

Im Oktober 2012 startete die Datenerfassung in der ersten Trafostation. Seit Juni 2013 liefern nun alle Kabelverteilerschränke ihre Daten in die Datenbank bei den ESTW. Diese Daten sollen in Zusammenarbeit mit der Universität Erlangen-Nürnberg verifiziert und ausgewertet werden. Die Ausstattung der Photovoltaikanlagen mit Zählern und die Integration der dazugehörigen Datenübertragung sind für die nächsten Monate geplant. Auch diese Daten sollen mit der Hardware von Westermo übertragen werden. Damit erhofft sich die Erlanger Stadtwerke AG neue Informationen über die Leistungsflüsse im Niederspannungsnetz und neue Erfahrungen mit der Übertragung großer Datenmengen über das stadtwerkeeigene Glasfasernetz.

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Stadler Pankow installiert Viper-Switches in Zügen der nächsten Generation

Westermo, Technologieführer im Bahn-Segment bei Onboard- und Infrastruktur-Kommunikationssystemen, wird bis 2018 die neuen FLIRT-3-Züge (Flinker Leichter Innovativer Regional Triebzug) der Stadler Pankow GmbH mit der neuesten Kommunikationstechnologie ausrüsten. Stadler bietet komplette, auf Kundenbedürfnisse zugeschnittene Fahrzeugkonzepte. Geplant ist, in der ersten Phase des gemeinsamen Projekts über 400 Stück Viper-212-Switches mit und ohne Power over Ethernet zu verbauen. Die Geräte werden verwendet, um das Onboard-Kommunikationsnetz für das Fahrgastinformationssystem zu realisieren. Der elektrische Niederflurtriebzug FLIRT wird deutschlandweit eingesetzt, darunter u.a. von der DB Regio, Nordbahn BeNEX und Veolia.

Alle Viper-212 entsprechen dem EN50155-Standard für die elektronische Ausrüstung in Bahnanwendungen. Diese Norm umfasst nicht nur EMV-Anforderungen, sondern auch Schock, Vibration, erweiterter Temperaturbereich und Luftfeuchtigkeit. Seine MTBF (Mean Time Between Failures) von 900.000 Stunden garantiert einen langfristigen und zuverlässigen Einsatz im Feld, der seitens der Eisenbahnindustrie erwartet wird. Mit einer Rekonfigurationszeit von weniger als 20 Millisekunden bietet Westermos einzigartige FRNT-Technologie (Fast Recovery of Network Topology) eines der schnellsten  Redundanzprotokolle auf dem Markt an. Zusätzliche PoE-Ports sorgen für eine optimale Spannungsversorgung bei Video-Equipment, LCD-Monitoren und WLAN-Access-Points. Die Stromverteilung wird mit „getuneten" Ports gehandhabt, um die Verteilungseffizienz zu maximieren. Die Rail-Switches isolieren die eingehende Gleichspannung angeschlossener Geräten und sind dadurch vor Überspannungen geschützt. Das schlanke und äußerst robuste Metallgehäuse macht den Switch zu einer idealen Lösung für die Integration in engen Räumen und Einbaupositionen.

Ausschlaggebend für Stadler Pankows Entscheidung war Westermos „IP train concept“. Dieses innovatives Bahn-Konzept stellt eine komplette Ethernet-Switching- und -Routing-Lösung mit einer robusten Netzwerk-Infrastruktur für den Aufbau intelligenter Züge dar. Die Folge ist mehr Komfort für Bahnkunden durch intelligente Passagier-Informationssysteme und das Erreichen eines hohen Service-Levels. Ein weiteres Entscheidungskriterium war Westermos langjährige Erfahrung bei der Produktion von Premiumprodukten in der intelligenten Onboard-Kommunikation. 

„Wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit mit Stadler Pankow. Züge stellen hohe Anforderungen an die Intelligenz des Kommunikationsnetzwerks. Der Viper-212 mit seinem intelligenten Betriebssystem WeOS ist in der Lage, jede Positionsänderung, Drehung und Ergänzung eines Schienenfahrzeugs zu erkennen und zu kompensieren, ohne dass eine manuelle Neukonfiguration notwendig ist. So ist sichergestellt, dass der Informationsfluss in jedem Waggon gewährleistet ist, und auch der Datenverkehr während der Fahrt stabil bleibt“, erklärt Anders Felling, DACH-Geschäftsführer von Westermo.

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