Condition Monitoring via Satellit

Die Satellitenkommunikation ist heutzutage ein fester Bestandteil des Condition Monitoring. Abgelegene Arbeitsumgebungen im In- und Ausland, wie z. B. Windparks, Ölförderanlagen und Pumpstationen in Regionen mit schlechter Infrastruktur sind über die terrestrischen Netze wie PSTN (Festnetz), GSM und UMTS häufig nicht erreichbar.

Um dennoch einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, ist die permanente Bereitstellung einer zuverlässigen Kommunikationsinfrastruktur unerlässlich. Die Versorgung der Baustelle muss durch den ununterbrochenen Informationsaustausch zwischen Zentrale und Baustelle sichergestellt werden. Des Weiteren sollen Betriebsdaten täglich abgerufen und per Fernzugriff Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Denn Maschinen und Anlagen müssen stets reibungslos funktionieren – dazu sind ständige Überwachung und schneller Wartungsservice erforderlich.

Die permanente Zustandsüberwachung, das sogenannte „Condition Monitoring System“ (CMS), von Maschinen und Anlagen reduziert ungeplante Serviceeinsätze und signalisiert frühzeitig Missstände beim Betrieb. Ebenso werden Stillstandzeiten verringert, Service- und Wartungskosten sowie der LCC (Life Cycle Cost) reduziert und dadurch Kosten eingespart.

Satellitenkommunikation gewährleistet Zuverlässigkeit

Die Satellitenkommunikation stellt nicht nur die einzige Alternative zu allen terrestrischen Kommunikationsnetzen dar. Sie erlaubt auch eine Infrastruktur, die diese Netze aufgrund technischer Beschränkungen nicht bieten können.

Im Wesentlichen unterscheidet man hierbei zwischen zwei Arten von Satellitensystemen.

Das erste System arbeitet mit geo-stationären Satelliten, die in einer Entfernung von ca. 36.000 km fix über der Erde stehen. Dieses System zeichnet sich durch seine hervorragende Sprachqualität und sehr hohe Datenübertragungsraten aus.

Das zweite System nutzt sogenannte LEO (Low Earth Orbit) Satelliten, welche in ca. 780 km Höhe um die Erde kreisen. Bei diesem System liegt der Fokus besonders auf der Sprachkommunikation.

Satellitentelefone oder SAT-Terminals bauen eine direkte Verbindung zum Satelliten auf. Der Satellit dient als Spiegel und leitet das Signal an die Bodenstation des jeweiligen SAT-Systems weiter. Die Bodenstation vermittelt das Signal an das Festnetz, GSM-Netz oder ins Internet. Eine direkte Kommunikation zwischen zwei SAT-Terminals oder Telefonen ist ebenfalls möglich. In diesem Fall werden die terrestrischen Netze umgangen.

Die gängigen Satellitensysteme sind Inmarsat, Iridium, Thuraya und VSAT.

Auf Basis dieser modernen Satellitenkommunikation lassen sich heute sehr einfach und kosteneffizient Daten-, Telefon- und Fax-Dienste nutzen.

Vorteile der Satellitenkommunikation

–       Kommunikationsmöglichkeit, auch wenn keine terrestrischen Netze wie PSTN, UMTS und GSM verfügbar sind

–       Stromversorgungsmöglichkeit aus integriertem Akku oder durch 110 V – 240 V und durch 12-V/ 24-V Batteriespannung

–       Möglichkeit einer festen Installation in Gebäuden durch absetzbare Antenne mit HF- bzw. Systemkabelverbindung

–       Möglichkeit des mobilen Einsatzes

–       Kommunikationsarten: Sprache, Fax und Daten

–       Möglichkeit des Anschlusses an vorhandene TK-Anlage

–       Konferenzfähigkeit (über TK-Anlage)

–       Anschluss von Computern zwecks Datenübertragung

–       Verbindung von Satellitentelefon zu Satellitentelefon des gleichen Systems ohne terrestrische Leitungsverbindungen

Die Vielzahl der heute angebotenen Terminals erfüllt jede Anforderung an eine moderne Kommunikationseinheit– egal ob mobil oder stationär. Die umfangreiche Ausstattung der aktuellen Geräte bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten auf höchstem Sicherheitsniveau. Die Telefone und Terminals sind in unterschiedlichen Größen und Funktionen erhältlich und optional konfigurierbar.

Hierzu verfügen die Geräte, je nach Satellitensystem und Gerätehersteller, beispielsweise über:

–       Schnittstellen für : Telefon und Fax (analog & ISDN), LAN, USB

–       Drahtlose Schnittstellen für Bluetooth und WiFi

–       Protokolle für Videokonferenz, Video-Streaming und den Versand / Empfang von SMS

–       Datentransferraten von 2,4 kbps bis zu 492 kbps (für mobile SAT-Terminals)

–       Deutlich höhere Bandbreiten mit der Nutzung einer VSAT-Anlage möglich (abhängig von dem gebuchten Service)

–       Garantierte Bandbreite (IP-Streaming) bis 384 kbps

–       Parallele Sprach- und Datenkommunikation

–       Sicherer VPN-Zugang

–       Remote Access

Die modernen Geräte sind sehr robust, da sie für den Einsatz unter extremen Bedingungen bei militärischen Organisationen, Medien und Hilfsverbänden konzipiert wurden. Die meisten Geräte sind staub- und spritzwassergeschützt, einige davon verfügen sogar über die Schutzklasse IP67.

Fallbeispiel Joh. Heinr. Bornemann GmbH (Autor: Sven Müller)

Die Joh. Heinr. Bornemann GmbH überzeugt seit Jahrzehnten als Hersteller von anspruchsvollen Förderlösungen für die Öl- und Gasförderung, Tankterminals, Marine, die Petro-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Neben Pumpen und Pumpensystemen bietet Bornemann seinen Kunden dazu schnellen und weltweiten Service. Diese Serviceleistungen werden u.a. mittels eines Condition Monitoring Systems (CMS) mit integriertem Remote Access realisiert.

Wenn die Kommunikationswege für den Remote Access bei der zu betreuenden Kundenanlage keine ausreichende Bandbreite, Sicherheit oder Verfügbarkeit bieten, setzt Bornemann auf die Nutzung von sicherheitsgerichteter Satellitenkommunikation.

Servicebeispiel:

Ein Kunde der Firma Bornemann betreibt eine Offshore Öl-Förderplattform.

Auf der Förderplattform ist ein Bornemann Multiphasenfördersystem mit einer Schraubenspindelpumpe im Einsatz. Diese Pumpe besitzt einen Verbrennungsmotor als Antriebsaggregat, dessen Frischluft-Einlassklappen sich nicht mehr korrekt betätigen lassen, somit ist der Förderbetrieb einschränkt.

Vorgehen in einem Servicefall ohne CMS:
Servicemonteur und Softwareprogrammierer reisen auf die Plattform, um die Fehlerursache zu klären. Nach Klärung wurden Ersatzteile bestellt und nach Eintreffen montiert.

Zeitaufwand nach Klärung der technischen Details: 1-2 Wochen

Heutige Abwicklung eines Servicefalles mit Hilfe von CMS:
Mittels der Satellitenkommunikation wird eine Remote Access Verbindung für den Fernzugriff des CM-Systems zur Plattform ermöglicht. Der Softwareprogrammierer in der Bornemann Zentrale überprüft auf diesem Wege das Steuerungssystem und kann den Fehler direkt feststellen. Dem Kunden werden die Ersatzteile zugeschickt und dieser tauscht die Teile, nach Anweisung, selbstständig aus.

Nach Einbau der Ersatzteile kann der Förderbetrieb uneingeschränkt weitergeführt werden.

Zeitaufwand nach Klärung der technischen Details: 4-5 Stunden


Vorteile
für Bornemann und seine Kunden

Condition Monitoring via Satellit

  • unterstützt hohe Anlagenverfügbarkeit und steigert so die Produktivität unabhängig von infrastrukturellen Barrieren.
  • ermöglicht den Einsatz von Servicestrategien/-produkten der lebzeitoptimierten Instandhaltung.
  • reduziert Kosten.
  • sorgt für hohe Kundenzufriedenheit.

Anmerkung:

Die Beschaffung der geeigneten Satellitenlösung ist ein komplexes Thema. Die Geräteausstattungen, Gerätepreise und Kommunikationskosten der verschiedenen Satellitensysteme variieren stark und müssen daher auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Daher empfiehlt sich auf jeden Fall die Beratung durch einen zertifizierten Vertriebspartner.

(Dieser Text erschien im SPS-Magazin, Ausgabe 7/2010).