Über die am Tunneleingang installierten Scannersäulen loggen sich die an den Baustellen tätigen Personen ein und gleichen ihre Daten mit einem zentralen Server ab. (Bild: Remtech)
Eckdaten
Die Sicherheit der im Tunnelbau tätigen Personen hat höchste Priorität. Ein Personenerfassungssystem per QR-Code mit sicherer Datenübertragung von den Tunneleingängen zum zentralen Server über VPN erkennt sofort, ob die jeweilige Person für den Zugang autorisiert ist.
Der Tunnelbau, sowohl bei Neuanlagen als auch bei der Sanierung oder Instandhaltung bestehender Tunnels, zählt zu den risikoreichsten und anspruchsvollsten Aufgaben im Bauwesen. Höchste Priorität hat dabei die Sicherheit – so auch in einem Projekt in der Schweiz, wo auf mehreren Baustellen rund um die Uhr schweres Gerät im Einsatz ist. Um Unfällen und Personenschäden vorzubeugen, ist es daher besonders wichtig, schnellstmöglich festzustellen, wer sich wann und wo aufhält.
Die Lösung hierfür sollte alle relevanten Daten erfassen und diese schnell und zuverlässig vom Feld auf das zentrale Verwaltungssystem und zurück übertragen und dabei folgende Anforderungen erfüllen:
- Nutzung des Mobilfunknetzes
- Aufbau von VPN-Tunneln mittels OpenVPN zur sicheren Datenübertragung
- Anbindungsmöglichkeit von SPS
- Industrietauglichkeit
Das von Remtec installierte System übernimmt die Fernüberwachung und -steuerung über ein Netzwerk. Die Lösung besteht aus einem zentralen Server und jeweils einer Scannersäule mit Industrie-PC, Barcodeleser, Wireless-Router und Touchpanel an jedem Tunnelportal sowie auf dem Installationsplatz. Arbeiter und andere vor Ort involvierte Personen registrieren sich über eine Web-Applikation und erhalten per E-Mail einen QR-Code, den sie auf dem Handy speichern oder auf Papier ausdrucken können. Beim Betreten der Baustelle muss sich jeder mit seinem eigenen QR-Code an einem Barcode-Lesegerät in der Säule einchecken. Im Industrie-PC werden diese Daten registriert und über den Wireless-Router per Internet zum zentralen Server übertragen. Das zentrale System bestätigt daraufhin die Anwesenheit der eingecheckten Person. Dasselbe erfolgt beim Verlassen der Baustelle.
Mobiler Breitbandanschluss
Die Scannersäulen am Tunneleingang integrieren jeweils einen Industrie-PC, Barcodeleser, Wireless Router NB1600 und ein Touchpanel zum Datenabgleich mit der Zentrale. Remtech
Über die Router der NB1600-Produktlinie von Netmodule erfolgt die Wireless-Datenübertragung. Diese programmierbaren Router erfüllen die Normen EN 61000-6-2 und EN 60950-1 und sind für den Einsatz im industriellen Bereich konzipiert. Sie verfügen über eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit und sind für den Temperaturbereich von -25 bis +70 °C ausgelegt. Mit dem integrierten 4G- oder 3G-Mobilfunkmodul (LTE oder UMTS) mit bis zu 100 MBit/s Downlink und 50 MBit/s Uplink ist ein mobiler Breitbandanschluss auf der Hutschiene verfügbar. Als Besonderheit bieten diese Geräte zwei flexibel einsetzbare Ethernet-Ports, die einzeln konfigurierbar beziehungsweise als LAN- oder als WAN-Port ausgestaltbar sind. So lassen sich die Ports im LAN-Modus als Switch zusammenfassen oder sie trennen zwei einzelne Netze.
Sichere Datenübertragung
Bei der Wireless-Datenübertragung übernehmen die NB1600 eine Schlüsselrolle, die sichere Übertragung erfolgt über OpenVPN. Netmodule
Für die sichere Übertragung der Daten zwischen den NB1600-Routern und der Zentrale unterstützt die Router-Firmware gängige VPN-Technologien wie OpenVPN und IPsec. Über die Web-Oberfläche lassen sich mit wenigen Klicks die verschiedenen Parameter wie Serveradresse und Verschlüsselung für den Aufbau des VPN-Tunnels eingeben. Mittels QoS (Quality of Service) ist eine Priorisierung der ausgehenden Daten möglich, sodass die wichtigsten Betriebsdaten immer Vorrang haben.
Zwei isolierte binäre Eingänge und zwei Relais-Ausgänge ermöglichen den Anschluss von Sensoren und Aktoren. Remtec nutzt dazu vor Ort eine über Ethernet mit dem Router vernetzte SPS. Da die Router-Software die gängigen VPN-Technologien IPsec und OpenVPN sowohl im Client- als auch im Server-Modus unterstützt, kann der Router einen OpenVPN-Tunnel aufbauen, der durch den zentralen Server terminiert wird und so die ein- und ausgehenden Daten sicher auf das Verwaltungssystem überträgt. Als Voraussetzung für die Gewährleistung der Sicherheit der Arbeiter in einem Ereignisfall ist auf diese Weise hinterlegt, wer wann und wo beschäftigt ist. Zugleich stellt das System sofort fest, ob sich unbefugte Personen, beispielsweise mit manipulierten QR-Codes, Zutritt zu den Tunnels verschaffen. Ein weiterer Zusatznutzen besteht darin, dass Anwesenheit, Zeiterfassung und Arbeitsschichten ausgewertet werden können.
Flexibel nutzbar
Bei Bedarf lassen sich Funktionen und kleinere Applikationen direkt über das Software Development Kit realisieren. Liefert beispielsweise ein Sensor kritische Werte – etwa einen manipulierten QR-Code – kann der NB1600-Router direkt einen Alarm per SMS auslösen. Auch die Schnittstellen lassen sich über das SDK ansprechen und programmieren. Die Bedienung des Routers erfolgt durch den Web-Manager oder per Kommandozeilen. Über den USB-Anschluss sind die dateibasierende Konfiguration und das Einspielen neuer Firmware möglich.
Jürgen Kern
(pet/ah)
