Frequenzumrichter und Fernzugriff: Herausforderungen und Chancen
Frequenzumrichter (auch als Frequenzwandler oder VFD – Variable Frequency Drive – bezeichnet) sind in der Industrie allgegenwärtig: Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren, Förderanlagen, Werkzeugmaschinen. In einem Produktionsbetrieb können Dutzende oder sogar Hunderte davon zum Einsatz kommen. Die Möglichkeit, diese aus der Ferne zu diagnostizieren und neu zu konfigurieren, ist ein erheblicher Effizienzhebel.
Die führenden Hersteller – ABB, Danfoss, Schneider Electric (Altivar), Siemens (SINAMICS), WEG, Mitsubishi – bieten alle Netzwerk-Kommunikationsoptionen an, die einen Fernzugriff über einen industriellen 4G-VPN-Router ermöglichen.
Kommunikationsprotokolle nach Marke
| Hersteller | Produktreihe | Modbus RTU | Modbus TCP | PROFINET | EtherNet/IP |
|---|---|---|---|---|---|
| ABB | ACS310/550/880 | Ja (RMBA-01) | Ja (FMBT-21) | Ja | Ja |
| Danfoss | VLT FC102/302 | Ja (nativ) | Ja (Option MCA 120) | Ja | Ja |
| Schneider | Altivar 32/320/630 | Ja (nativ RS-485) | Ja (Option VW3A3616) | Ja | Ja |
| Siemens | SINAMICS G120/S120 | Ja (Option CU240E) | Ja (über PROFINET) | Ja (nativ) | Teilweise |
| WEG | CFW300/500/700 | Ja (integriert) | Ja (Option KW090RS) | Ja | Ja |
| Mitsubishi | FR-E800/A800 | Ja | Ja | Ja | Ja |
Architektur für den Fernzugriff auf Modbus-TCP-Frequenzumrichter
Die einfachste Architektur für den Fernzugriff auf Ethernet-Frequenzumrichter:
- Der Frequenzumrichter ist mit einer festen IP-Adresse im lokalen Netzwerk konfiguriert (z. B. 192.168.1.20)
- Ein 4G-VPN-Router ist an denselben industriellen Ethernet-Switch angeschlossen
- Der VPN-Tunnel ermöglicht den Zugriff auf das lokale Netzwerk
- Das Hersteller-Tool (DriveStudio, MyDrive, SoMove, STARTER/Startdrive) stellt über die IP-Adresse des Frequenzumrichters eine Verbindung her
Für Frequenzumrichter mit Modbus RTU (RS-485) ist ein Router mit integriertem RS-485-Anschluss erforderlich, um die RTU-Signale im VPN-Tunnel in TCP-Signale umzuwandeln.
Fernabfragefähige Größen an einem Frequenzumrichter
Über Modbus TCP oder das Herstellerprotokoll kann der Fernwartungstechniker auf folgende Funktionen zugreifen:
Anzeige (Überwachung):
- Ausgangsfrequenz (Hz) und Motordrehzahl (U/min)
- Ausgangsstrom (A) und Spannung (V)
- Temperatur des Kühlkörpers (°C)
- Leistungsaufnahme (kW)
- Fehlerprotokoll (Fault Log) mit Zeitstempel
- Gesamtbetriebszeit (Stunden)
- Energiezähler (kWh)
Schreibzugriff (Konfiguration und Steuerung):
- Drehzahlsollwert
- Beschleunigungs-/Verzögerungsrampen
- Motorschutzparameter (Nennstrom, thermischer Schutz)
- Start-/Stopp-Befehl (mit Sicherheitsvorkehrungen)
- Fehlerrücksetzung
Hersteller-Tools für den Fernzugriff
ABB — DriveStudio / Drive Composer DriveStudio (ältere Generation) und Drive Composer (aktuelle Version) lassen sich über lokales USB oder Modbus-TCP über das Netzwerk verbinden. Bei einer Fernverbindung konfigurieren Sie die IP-Adresse des Frequenzumrichters unter „Add new drive > TCP/IP connection“. Zugriff auf alle Parameter, das Oszilloskop und das Fehlerprotokoll.
Danfoss – MyDrive Connect MyDrive Connect unterstützt Modbus-TCP- und PROFINET-Verbindungen. Geben Sie über VPN die IP-Adresse des VLT ein, um auf die Parametergruppen, die Fehlerkurve und die Nutzungsstatistiken zuzugreifen.
Schneider — SoMove SoMove lässt sich über Modbus TCP (Ethernet-Kartenoption am Altivar) oder über Modbus RTU (USB-RS485-Kabel) verbinden. Bei Fernzugriff über Ethernet-VPN steht die vollständige Benutzeroberfläche zur Verfügung – einschließlich Speichern und Wiederherstellen der Konfiguration.
Siemens — STARTER / Startdrive STARTER (TwinCAT 2) und Startdrive (in TIA Portal integriert) werden über PROFINET oder USB mit SINAMICS verbunden. Über VPN funktioniert die PROFINET-Verbindung über Ethernet nahtlos.
Sicherheit beim Fernzugriff auf die Frequenzumrichter
- Modbus TCP (Port 502) darf niemals direkt ins Internet freigegeben werden: Modbus verfügt über keinen nativen Authentifizierungsmechanismus
- VPN-Tunnel obligatorisch für jeden Zugriff von außerhalb des Standorts
- Abstimmung mit dem Team vor Ort vor jeder Parameteränderung oder Start-/Stopp-Befehl
- Frequenzumrichter-Passwort: Bei den meisten Frequenzumrichtern können die Parameter durch einen PIN-Code geschützt werden – aktivieren Sie diesen Schutz
- Nachvollziehbarkeit: Protokollieren Sie alle Änderungen (wer, wann, welcher Parameter, vorher/nachher)