Otomasyon dergisi, Türkiye'nin otomasyon konusundaki ilk ve en köklü dergisidir. 1992 yılında “Türkiye’de Otomasyonsuz Fabrika Kalmasın” sloganıyla yola çıkan dergi, Türkiye endüstrisinin otomasyon konusunda bilgilendirilmesini kendisine misyon edinmiştir. Dünyadaki ve Türkiye'deki gelişmeleri anında okuruna iletmeyi; otomasyon alanında yapılacak yatırımların, doğru ve kârlı olabilmesi için yol gösterici bir rol oynamayı amaçlamıştır.

UZAKTAN ENERJİ İZLEMEDE İDEAL HABERLEŞME YOLUNA DAİR BİR İNCELEME

GSL MÜHENDİSLİK / BARIŞ ÖZDEMİR

Enerji üretim tesislerinde veya elektrik dağıtım noktalarında konumlandırılan enerji kalite kaydedici cihazlar vasıtasıyla, enerji kalitesinin uzaktan SCADA yazılımı aracılığıyla denetlenmesi, son yıllarda oldukça yaygın olarak yatırımlar yapılan ve oldukça geniş kapsamlı yönetmeliklerle irdelenen bir uygulama. Ayrıca endüstriyel tesislerin veya uzak istasyonların enerji verimliliğinin takip edilmesi de önemli ölçekte tasarruflara imkan tanıyabilen, hem yazılımsal hem de donanımsal bileşenlerin sürekli olarak geliştirilmekte olduğu bir alandır.

Bu tip uygulamalarda genellikle geniş bir coğrafyada dağınık olarak konumlandırılmış veri izleme istasyonları yer alıyor. Her bir uzak istasyonda RTU, PLC ve enerji analizörü gibi, uç noktalarda yer alan sinyallerin toplandığı veya işlendiği üniteler bulunuyor. İzleme merkezinde yer alan SCADA ve diğer entegre yazılımlar ile uzak istasyonların kontrol merkezi ile haberleşmesine imkan tanıyan haberleşme sistemleri ise bu uygulamanın diğer temel bileşenleridir.

Uzak lokasyonlarda kullanılan ekipmanlar, en son teknoloji yazılım ve donanım özelliklerinde yüksek kapasiteli bileşenlere sahip de olsalar, kontrol merkezindeki veri izleme ve yönetim yazılımları en gelişmiş seviyede çalışabilecek yapılar da olsalar; yekün sistemin sağlıklı olarak kurulması ve sürdürülebilmesinde en belirleyici öğe, bu birimler arasında köprü görevi gören haberleşme sistemidir.

UZAK ENERJİ İZLEME UYGULAMALARINDA HABERLEŞME SİSTEMİ TASARIM KRİTERLERİ:

Uygulama ortam koşulları, veri istasyonlarının sayısı ve her bir birim arasındaki mesafe

Verilerin toplanacağı uç cihazların özellikleri ve desteklediği standartlar

İzlenmesi gereken donanımsal ve siber güvenlik standartları

Haberleşmede amaçlanan veri aktarım hızı ve veri türleri

Ölçeklenebilirlik

gibi temel tasarım ölçütleri bir arada değerlendirildiğinde, otoriteler tarafından en yaygın olarak kabul edilen görüş, bu uygulamalar için hem maddi hem de teknik açılardan en uygun haberleşme metodunun GSM teknolojisi olduğu yönündedir. Geniş bir coğrafyada dağınık olarak konumlandırılmış çok sayıda istasyonun yer aldığı tipik enerji izleme uygulamalarında, kablolu Ethernet altyapı kurularak istasyonların bir endüstriyel ağ üzerinden izlenmesi mümkün olmuyor.

Radyo frekansı, WiMax, WiFi (2.4GHz/5GHz) gibi kablosuz haberleşme teknolojileri ise uzaktan enerji izleme uygulamaları için değerlendirildiğinde;

Ön yatırım maliyetlerinin son derece yüksek olması

Haberleşmenin değişken ortam koşullarından oldukça etkilenebilmesi; dolayısıyla sürdürülebilir ve güvenilir olmamaları

Serbest frekans bantlarında çalışma durumunda uygulama bölgesine bağlı olarak harici girişim ile karşılaşılabilmesi

Uç cihaz sayısının yüksek olması durumunda kanal çakışmalarının yaşanabilmesi

Uzak mesafeler söz konusu olduğunda veya çok sayıda uç cihaz kullanım durumunda doğan yüksek bant aralığı ihtiyacına cevap veremeyebiliyor olmaları

Yedekli haberleşme arayüzlerinin yeterince etkin sunulamıyor olması

gibi oldukça fazla sayıda olumsuz unsurlara sahip.

ENDÜSTRİYEL 3G/4G LTE TEKNOLOJİSİNİN

ENERJİ İZLEME SİSTEMLERİNDEKİ ROLÜ

Endüstriyel 3G/4G router teknolojisi alternatif kablosuz haberleşme teknolojilerine kıyasla pek çok açıdan önemli avantajlar sunuyor.

HABERLEŞMEDE MESAFE KISITININ KALKMASI

VE YEDEKLİLİK

Hem seri (RS-232/422/485) hem de Ethernet tabanlı uç cihazlara, en yakın baz istasyonu üzerinden uzak yönetim birimlere erişim imkanı tanıyan bu yapılar, günümüzde GSM operatörlerinin ülke genelinin %97’sinde kapsama alanı sağlayabilmesi sayesinde haberleşmede mesafe ölçütünü ortadan kaldırıyor.

Şehir merkezlerine uzak yerlerde GSM sinyal seviyesinin düşük olması veya herhangi bir lokasyonda dönemsel olarak sinyal zayıflaması gibi durumlar meydana gelebiliyor. Ancak bu tip durumlara karşı endüstriyel tip GSM router’larda hattı otomatik olarak sürekli canlı tutmaya yönelik mekanizmalar ve yedekli haberleşme arayüzleri bulunuyor. Farklı bir operatörün desteklediği yedek SIM kartın veya yedek Internet ağ geçidi arayüzünün tanımlanabiliyor olması, birden fazla katmanda haberleşme yedekliliği, çoğu SCADA enerji kalite izleme uygulaması için en yaygın aranan kriterlerden biri haline gelmiştir.

GÜVENLİ SERİ VE ETHERNET TABANLI HABERLEŞME VE YÜKSEK BANT ARALIĞI

Seri veya Ethernet tabanlı veri protokolünün transparan olarak herhangi bir şekilde değiştirilmeden iletildiği, bir başka deyişle uç cihazların adeta uzak yönetim birimine fiziksel olarak bağlıymış gibi haberleşmesini sağlayabildikleri gibi, Modbus gibi belirli endüstriyel haberleşme protokollerinin GSM router noktasında dönüştürülmesi de mümkün oluyor. Bu da uzak enerji sistemlerine önemli bir esneklik ve genişleme imkanı tanıyor. Günümüzün en yaygın GSM haberleşme standardı olan 4G LTE teknolojisi sayesinde, bir enerji izleme uygulaması için gerekli anlık veri hacmi (bant aralığı) fazlasıyla sağlanabilmekle beraber, insansız uzak lokasyonların güvenliğinin sağlanması amacıyla aynı lokasyonlarda konumlandırılan IP kameraların da GSM router üzerinden izole bir kanal olarak uzak haberleşme sistemine dahil edilebilmesi mümkün olabiliyor. Yakın gelecekte geçiş yapılması öngörülen 5G teknolojisinin başarılı olması durumunda ise yalnızca uzak enerji izleme uygulamaları değil, hayatımızın her alanında radikal değişikliklere ön ayak olabilecek düzeyde değişiklikler bekleniyor.

Donanımsal ve fiziksel güvenliğe ek olarak, günümüz TCP/IP teknolojisinin beraberinde getirdiği siber güvenlik kaygısı da endüstriyel GSM haberleşme sistemlerinde alınabilecek oldukça çeşitli ve üst düzey önlemler sayesinde bertaraf edilebiliyor.

Her bir uç cihaza erişimin port yönlendirme sayesinde sınırlandırılabilmesi

Router erişim listeleri oluşturularak kayıt dışı IP adreslerine sahip hiçbir cihazın bağlanamamasının sağlanması

İzole VPN tüneller oluşturulmak suretiyle her bir veri paketinin yüksek düzeyde kripto algoritması ile şifrelenerek alıcıya iletilmesi

SSL sertifikalarına sahip olmayan alıcıların bağlantı kurmasının engellenebilmesi

Kurumsal APN veya RADIUS server gibi sistemlerden faydalanılarak yalnızca önden tanımlı ve yetkilendirmeye sahip cihazların ağa dahil olabilmesi

gibi işlevler, GSM Router’ların desteklediği siber güvenlik unsurlarının yalnızca birkaçıdır.

PRATİK VE MALİYET ETKİN ÇÖZÜMLER

Ön yatırım maliyeti anlamında son derece avantajlı olan GSM router’lar aynı zamanda kurulum ve montaj açısından da radyo frekans teknolojisinden faydalanan kablosuz haberleşme cihazlarına kıyasla çok daha pratik çözümlerdir. Günümüz bulut teknolojileri sayesinde aylık statik data hattı maliyetlerinin ortadan kaldırılabilmesi, hücresel operatörlerin uzak enerji izleme yapılarına yönelik paketler sunuyor olmaları ile beraber, GSM haberleşme sistemlerinin aylık işletim maliyetlerinin de daha uygun seviyelerde temin edilebilmesi söz konusudur.

Sonuç olarak, enerji izleme uygulamalarının istisnai özellikleri değerlendirildiğinde, kontrol/izleme merkezi ile uzak veri istasyonları arasında kurulması gereken haberleşme sisteminin endüstriyel GSM teknolojisi olması, yatırımcılar için ideal çözüm gibi gözüküyor.