Innovation im Brandschutz: Umsetzung, Sicherheit und Mehrwert durch SPE & PoDL (Teil 3)
Technische Implementierung und Herausforderungen
Im dritten und letzten Teil unserer Serie „Innovation im Brandschutz“ gehen wir ins Detail: Welche technischen Herausforderungen mussten bei der Entwicklung des neuen Funkenlöschsystems gemeistert werden? Welche Architektur steckt hinter der Kombination aus Single Pair Ethernet (SPE) und Power over Data Line (PoDL)? Und wie sorgt SYS TEC electronic dafür, dass aus einem Konzept eine zuverlässige, skalierbare und zukunftssichere Lösung wird?
Die Entwicklung stellte unser Team vor diverse technische Herausforderungen, die erfolgreich gemeistert wurden:
Netzwerktopologie und Redundanz
Eine zentrale Anforderung war die Entwicklung einer hochverfügbaren Kommunikationsarchitektur. Die implementierte Lösung nutzt:
- Netzwerktopologie mit zwei Ringen für hohe Verfügbarkeit der Kommunikation bei Ausfall einzelner Komponenten/Schnittstellen
- Beherrschung von Broadcast-Stürmen durch intelligentes Netzwerkmanagement
- Erkennung von Netzwerkunterbrechungen mit Media Redundancy Protocol (MRP), wodurch die Latenz auf unter 200ms reduziert wurde
Kommunikationsprotokoll und Datenaustausch
Für die Datenkommunikation wird MQTT verwendet, wobei das klassische Publish/Subscribe-Kommunikationsmodell für den Datenaustausch der Prozessdaten genutzt wird. Für Konfiguration und Ansteuerung spezifischer Aktorik wurde das Protokoll um ein Request/Response-Kommunikationsmodell erweitert. Um eine effiziente Datenübertragung zu erreichen, wird der Payload mit Protobuf codiert.
Sicherheitskonzept
Die Implementierung umfassender Sicherheitsmaßnahmen war ein weiterer zentraler Aspekt:
- Verschlüsselte Datenübertragung durch Authentifizierung und Verschlüsselung
- Schlüsselaustausch durch Provisionierungsverfahren
- Zusätzlich zur SPE/PoDL-Funktionalität wurde ein Black Channel für die Übertragung von Profisafe implementiert
Energiemanagement
Die Entwicklung eines zuverlässigen Energiemanagements war besonders für die Brandschutzanwendung essenziell:
- Gepufferte Energieversorgung des Systems mit integriertem Laderegler
- Überwachung der Ersatzenergiequelle
- Temperaturkompensierte Ladestrategie für die Batterien
- Fehlerdiagnose nach DIN EN 54-4 mit definierten Erkennungszeiten für verschiedene Fehlerarten
Kundennutzen und Anwendungsvorteile
Die entwickelte Lösung bietet dem Kunden mehrere entscheidende Vorteile:
Höhere Sicherheit
- Schnellere, zuverlässigere Detektion und Löschung von Zündquellen
- Durchgängige Überwachung aller Systemkomponenten
- Funktionssicherheit auch bei Netzausfall
Effizientere Installation
- Drastisch reduzierter Verkabelungsaufwand durch Single Pair Ethernet und PoDL
- Bis zu 50% leichtere und kompaktere Kabel im Vergleich zu herkömmlichen Feldbussystemen
- Geringerer Platzbedarf und reduzierte Fehleranfälligkeit
- Einfachere, schnellere und kostengünstigere Installation
- Integrierte Energieversorgung, dadurch Wegfall externer Verkabelung
Zukunftssicherheit
- Modular erweiterbar
- Updatefähig und offen für neue Kommunikationsstandards
- Standardisierte Ethernet-Kommunikation von der Cloud bis zum Sensor
- Möglichkeit zur Einbindung in übergeordnete Systeme
Wirtschaftlichkeit
- Reduzierte Installations- und Wartungskosten
- Hohe Anlagenverfügbarkeit
- Fernwartungsmöglichkeiten
- Reduzierter Serviceaufwand durch umfassende Diagnose- und Analysefunktionen
Fazit: Ein USP für SYS TEC electronic
Mit der Entwicklung des beschriebenen Elektronik-Teilsystems für das Funkenlöschsystem hat SYS TEC electronic einen neuen Standard für vernetzte Sicherheitssysteme in der Industrie gesetzt. Die erstmalige Integration von Single Pair Ethernet und Power over Data Line in dieser Anwendung unterstreicht die Innovationskraft des Unternehmens und bietet einen echten Mehrwert für den Kunden - in puncto Sicherheit, Effizienz und Zukunftsfähigkeit.
Die Integration von SPE und PoDL in sicherheitskritische Brandschutzsysteme stellt einen signifikanten Unique Selling Proposition (USP) für SYS TEC electronic dar:
- Technologieführerschaft: Als erstes Unternehmen, das diese Kombination im Brandschutzbereich implementiert, positioniert sich SYS TEC electronic als Technologieführer.
- Anwendungskompetenz: Die erfolgreiche Adaption einer primär aus dem Automotive-Bereich stammenden Technologie für industrielle Brandschutzanwendungen demonstriert die hohe Anwendungskompetenz.
- Komplettlösungskompetenz: Die Fähigkeit, sowohl die Hardware-Entwicklung als auch die komplexe Software-Implementierung aus einer Hand anzubieten, stellt ein Alleinstellungsmerkmal dar.
- Impulsgeber für Standardisierung: Als Pionier in diesem Anwendungsbereich kann SYS TEC electronic die künftige Standardisierung von SPE/PoDL in Brandschutzanwendungen maßgeblich mitgestalten.
Diese Innovation eröffnet nicht nur neue Marktchancen im Bereich der Brandschutztechnik, sondern kann als Referenz für weitere sicherheitskritische Anwendungen dienen, bei denen zuverlässige Kommunikation und Energieversorgung über lange Strecken entscheidend sind.
Zu den weiteren Teilen unserer Artikelserie "Innovation im Brandschutz":
