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Schneider Electric / Telemecanique: Vom Schalter direkt in die Cloud - per Sigfox

Das Internet der Dinge wird schnell mit Big Data in Verbindung gebracht – riesige Datenmengen, die von Sensoren direkt in die Cloud gesendet werden. Dass es auch anders geht, zeigt Telemecanique mit dem Cloud-Sensor XIOT. Die Kommunikation erfolgt dabei erstmals über Sigfox.

Andras Gérard Bildquelle: © Schneider Electric

Andras Gérard, Telemecanique Sensors: „Der XIOT ist quasi unser Starterkit! In Zukunft können wir uns noch einiges mehr vorstellen in puncto Sensor-zu-Cloud-Kommunikation.“

Bei Sigfox – einer firmenspezifischen Lösung des 2009 gegründeten gleichnamigen Startups aus Frankreich - handelt es sich um ein so genanntes 'Low Power Wide Area Network' (LPWAN), das mit sehr geringem Energieverbrauch hohe Reichweiten von bis zu 50 km überbrücken kann. Basierend auf diesem Funk-Protokoll hat Telemecanique Sensors - einer Marke von Schneider Electric – nach rund zweijähriger Entwicklungszeit im August den ‚OsiSense XIOT‘ freigegeben. Durch die integrierte Lithium-Ionen-Batterie arbeitet dieser Cloud-Sensor laut Andreas Gérard, Produktmanager Sensorik bei Telemecanique Sensors, bis zu zehn Jahre autark und unabhängig von GSM-Netzwerken. Der sonst notwendige Aufwand (SPS und GSM-Modul) entfalle, da der Sensor – zum Beispiel ein Druckschalter - direkt mit dem Transmitter verbunden wird.

Damit, so Gérard, „lassen sich neben industriellen Applikationen, die traditionell schon recht nah am IIoT dran sind, die Vorteile des IIoT für ganz neue Anwendungsbereiche erschließen, wie beispielsweise Bewässerungsanlagen in der Landwirtschaft, bei denen Druckschwellen überwacht werden, oder Lösungen für die Entsorgungsbranche. Außerdem sind Anwendungen bei der Wasseraufbereitung, im Tiefbau und überall dort möglich wo der Zustand eines Endschalters an entfernten Anlagen oder Maschinen überwacht werden soll und es zum Beispiel auch schwierig ist, eine stabile Spannungsversorgung zu erhalten.“ Wenn sich der Zustand des Schaltkontakts an der überwachten Komponente ändert, sendet der Transmitter über das Netzwerk eine Nachricht an den Server. Diese Nachricht wird dann an einen oder mehrere Empfänger auf einen PC, Tablet oder Smartphone gesendet, um den Anwender über Statusänderungen zu informieren oder ihn zu warnen.

Auf die Frage, warum Schneider Electric gerade auf Sigfox setzt und nicht etwa auf LPWAN-Lösungen der großen Telekommunikationsanbieter wie etwa Vodafone oder Telekom, antwortet Gérard: „Sigfox hat momentan einfach den Vorteil, dass wir mit dem gleichnamigen Anbieter nur einen Partner haben, der sich um die Netzabdeckung in den entsprechenden Ländern kümmert und mit dem wir recht einfach einen Vertrag aufsetzen konnten. Allerdings sieht unsere Roadmap auch vor, etwas Vergleichbares für LoRa zu entwickeln - eine entsprechende Lösung wird voraussichtlich Ende 2019 kommen. Von der Technik her ist LoRa letztlich fast identisch zu Sigfox. Was uns heute in puncto LoRa das Leben  noch etwas schwer macht: Dahinter steht bekanntlich ein Gremium der klassischen Mobilfunkanbieter – und hier sind die Gegebenheiten in jedem Land anders. Das heißt: Man muss mit mehreren Partnern Verträge schließen.“

Und wie sieht es mit der Netzabdeckung von Sigfox konkret aus? Gérard hierzu: „2016 – als wir mit dem Thema Sigfox gestartet sind – war die Abdeckung in Deutschland noch gleich Null. Damals hatten wir für unsere Proof-of-Konzept-Demo noch eine eigene Sigfox-Antenne auf der Messe installiert. Heute liegt die Netzabdeckung in Deutschland laut Sigfox bereits bei 79 %!“ So weit, so gut – doch was, wenn kein Netz vorhanden ist? Für diesen Fall stünden dem Anwender drei Optionen offen: Entweder man schließt mit Sigfox direkt einen Vertrag dahingehend, dass dieser beispielsweise eine entsprechende Antenne auf dem eigenen Werksgelände installiert und betreibt. Oder man mietet die Antennen von Sigfox. Als dritte Möglichkeit soll es ab 2019 eine Antenne von Sigfox geben, die wie ein DSL-Modem aussieht und für wenige hundert Euro erwerbbar ist.

Nach den Kosten für die eigentliche Kommunikation beziehungsweise den Transmitter selbst gefragt, antwortet Gérard: „Hier gibt es grundsätzlich verschiedene Vertragsmöglichkeiten. Wir bei Schneider haben uns zunächst für maximal 50 Übertragungen pro Tag bei einer Bandbreite von 12 Byte und maximal sechs Events pro Stunde entschieden. Sigfox selbst ermöglicht bis zu 140 Ereignisse pro Tag. Im Listenpreis des Transmitters von 279 Euro ist dann die komplette Kommunikation für fünf Jahre enthalten - inklusive Zugang zum Cloud-Portal von Schneider. Die Hardware ohne Sigfox-Vertrag liegt bei 199 Euro Listenpreis.“

Mit seinen zwei digitalen Eingängen erlaubt der Batterie-betriebene Transmitter die Übertragung von zwei binären Signalen beziehungsweise den Anschluss von maximal zwei Sensoren ohne eigenen Stromverbrauch. Dabei soll es aber Gérard zufolge nicht bleiben: „Wir sind bereits an der Entwicklung weiterer Varianten, die mit jedem Sensor funktionieren – also zum Beispiel mit induktiven, optischen oder auch Ultraschall-Sensoren – und auch die Übertragung analoger Signale ermöglichen. Dies erfordert dann entweder einen Akku, der von Zeit zu Zeit geladen werden muss, oder aber eine permanente 24-Volt-Versorgung in der Nähe. Letztlich würde uns dies nochmal sehr viel mehr Anwendungsfelder erschließen. Last but not least werden wir auch in puncto Visualisierung und Auswertung der Signale zum Beispiel in einem SCADA-System etwas anbieten.“