Sekundäre, produktionsrelevante Anlagen oder Betriebsmittel in Produktionsinfrastruktur sind oft nur unzureichend überwacht oder nicht in die Anlagenüberwachung eingebunden. Das führt zu Problemen im Fehlerfall.

Sekundäre, produktionsrelevante Anlagen oder Betriebsmittel in Produktionsinfrastruktur sind oft nur unzureichend überwacht oder nicht in die Anlagenüberwachung eingebunden. Das führt zu Problemen im Fehlerfall. Shutterstock – Olesia_Ru

Diese Problematik der fehlenden Überwachung führt zu der Forderung, die wichtigsten Meldungen und Zustände einfach und gut sichtbar direkt oder in der Nähe der Anlage sowie an zentraler Stelle anzuzeigen und auszuwerten. Darüber hinaus sollen die Meldungen, etwa nach Feierabend, per Email oder SMS an Mitarbeiter versendet werden können. Für die interne, permanente Betriebsüberwachung soll es zudem einen Zugriff über einen Web Browser geben.

Auf die Schnelle

  • Einfache Zusammenführung und Anzeige von Störmeldungen unterschiedlicher Anlagenarten und Fabrikate in einer Industrieanlage
  • Reduzierung von Ausfällen und der Ausfallzeit der Anlagen durch Vorbeugung und schnelle Fehlererkennung, dadurch Verringerung von Produktionsausfällen
  • Standardisierte Vernetzung, Protokollierung und Versenden der Prozessdaten und Alarmmeldungen zur Vorbeugung von Fehlern und schnellstmöglicher Fehler- und Ursachenerkennung in Klartext
  • Lokale Datenspeicherung und Bevorratung. Auf eine externe Datenspeicherung mittels Cloud-Lösung wurde bewusst verzichtet

So auch bei einem Industriebetrieb, auf dessen Betriebsgelände sich mehrere Infrastrukturanlagen wie Trinkwasser- und Abwasseraufbereitung, Kälteerzeugungsanlagen, die eigentliche Energieversorgung aus der Mittelspannung und zugehörige Notstromaggregate befinden. Darüber hinaus stehen dort noch Druckluftanlagen, Kompressoren, Generatoren und weiteres mehr. Bisher wurden Störungen dieser Anlagenteile an der Anlage nicht angezeigt und nur teilweise über Meldekontakte an eine zentrale Stelle weitergegeben. Allerdings zeigte diese die Störungen lediglich an und versendete sie nicht weiter. Um Produktionsunterbrechungen zu vermeiden, benötigte es jedoch ein schnelles Erkennen von Störungen der Anlagen. Daher war es das Ziel des Betreibers, Problemfelder schnell zu lokalisieren und identifizieren und den Zustand einfach und klar und an einer gut sichtbaren Stelle, wie Eingangsbereichen, Flure und Pforten, darzustellen.

Außerdem sollte ein Störmeldesystem eine Spiegelung wichtiger Meldungen direkt an einer zentralen Stelle anzeigen, verarbeiten und archivieren, damit das betriebsführende Personal auch bei Schichtwechsel einen Überblick hat. Im Störungsfall sollen die verantwortlichen Mitarbeiter zusätzlich eine SMS und E-Mail mit Zeitstempel erhalten. Eine Visualisierung mit Fernzugriff, beispielsweise über Betriebshandys, auch zum Quittieren oder Schalten und das Archivieren der Meldungen war für die Betriebsüberwachung ebenfalls gewünscht, genauso wie eine Absicherung von Übertragungswegen durch IT-Security Maßnahmen.

Erfüllt hat dieses Pflichtenheft EES mit seinen vernetzbaren Schalttafeleinbau-Störmeldern des Typs USM und einer WebRTU als Leitstelle.

Störmelder und WebRTU sorgen für Übersicht

Online Monitor USM in der Warte

Online Monitor USM in der Warte EES

Fernwirkcontroller WebRTU

Fernwirkcontroller WebRTU EES

Zum einen werden die Meldungen der einzelnen Infrastrukturanlagen galvanisch über 24 V und 220 V DC oder über Modbus TCP an USM Störmelder eingekoppelt und an ausgewählten Stellen angezeigt. Die Meldebezeichnung ist in Klarschrift auf Beschriftungsstreifen gekennzeichnet und für jeden ersichtlich und verständlich.

Zum anderen erfolgt die Kommunikation der Schalttafeleinbau-Störmelder USM untereinander über das interne Netzwerk mit dem IEC 60870-5-104 Protokoll. Die einzelnen Meldungen lassen sich an beliebigen Störmeldern an frei wählbaren Stellen als Spiegel anzeigen. Es können entweder Einzelmeldungen oder Sammelmeldungen eines Störmelders gespiegelt werden. Die Funktion der Spiegelung von Meldungen auf andere Geräte ermöglicht, dass Störmeldungen in der Feldebene bearbeitet werden und diese Veränderung des Prozessschrittes dann wieder an den Spiegel übermittelt wird.

Die vollständige Bedienoberfläche zur Parametrierung des USM befindet sich bereits auf dem Gerät und benötigt so keine externe Software. Es ist lediglich ein Zugriff über einen Browser auf den Störmelder über das Netzwerk oder als direkte Verbindung zwischen Laptop und USM notwendig. Die einfach zu bedienende Parametrier Software umfasst alle Einstellungsmöglichkeiten des USM und ermöglicht so eine schnelle Inbetriebnahme, die Anwender auch per Excel-Vorlage offline vorbereiten können.

IM vIDEO: Grundlagen der WebRTU – Teil 1

Passwortgeschützter Fernzugriff

Überwachte Kompressoranlage

Überwachte Kompressoranlage EES

In der Warte wurde zudem eine Kaskade von zwei Störmeldern eingebaut, um die Menge an darzustellenden Zuständen abbilden zu können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, durch weitere Slave-Einheiten den E/A Umfang zu erweitern. Durch den Online-Monitor kann auch ein passwortgeschützter Fernzugriff auf das jeweilige USM in der Feldebene oder in der Warte erfolgen.

Als Kopf des Systems ermöglicht der Fernwirkcontroller WebRTU ein breites Spektrum an Funktionen, wie die Aufzeichnung aller Ereignisse mit Zeitstempel, Alarmierung per SMS und E-Mail, Erstellung von Berichten und Visualisierung der Alarmmeldungen auf dem integrierten Web-Server. Das Parametriertool der WebRTU enthält Hilfsmittel, die für die Erstellung der Anlagenüberwachung erforderlich sind. Visualisierung und Berichterstellung sind in der Standardsoftware integriert. Im Fernwirkcontroller WebRTU sind demnach Funktionen in einem Gerät vereinigt, die sonst in mehreren Geräten aufwändig erstellt werden müssten.

Sichere Kommunikation im Firmennetzwerk

Projektbeispiel Infrastrukturüberwachung

Projektbeispiel Infrastrukturüberwachung EES

Die Kommunikation mit den Schalttafeleinbau-Störmeldern erfolgt über das interne Firmennetzwerk mit dem Modbus-TCP-Protokoll. Prozessdaten und Ereignisse erhalten einen Zeitstempel und werden für die weitere Auswertung in einem Bericht lokal gespeichert und automatisch wöchentlich per E-Mail an Mitarbeiter versendet. Ein Zugriff auf Daten ist über die erstellte Visualisierung per geschützter Datenverbindung möglich. Dabei verhindern Maßnahmen wie VPN, verschlüsselte Übertragung mit HTTPS oder SFTP, Passwortschutz und die integrierte Firewall den unbefugten Zugriff auf Daten.

Visualisierung auf WebRTU, Bereich Wasserversorgung

Visualisierung auf WebRTU, Bereich Wasserversorgung EES

Das interne Alarmmanagement erlaubt spontanes Versenden von Alarmmeldungen. Anhand des Schichtplans kann zudem ein datum- und uhrzeitabhängiges Versenden der Alarmmeldungen per E-Mail und SMS an die eingetragenen Empfänger erfolgen. Eine Auswahl der Empfänger auf Grundlage der Fehlerart ist ebenso möglich. Sollten sich Änderungen durch Abwesenheit der Mitarbeiter ergeben, so lassen sich die Schichtplanänderungen direkt auf der Webseite eingeben. Durch Zugriff auf die Visualisierung mit Vektorgrafiken können die Daten schnell und sicher in verschiedenen Ebenen auf dem Smartphone und PC mittels Browser abgerufen werden.

EES hat in dem Projekt die Geräte sowie die Dienstleistungen im Hinblick auf die Parametrierung und Erstellung der Visualisierung übernommen. Zudem hat das Unternehmen anhand der vom Kunden zur Verfügung gestellten Datenpunktliste die Programmierung des Projekts geleistet. Ferner wurde durch eine projektbezogene Grundlagenschulung dem Kunden vermittelt, wie er künftig Erweiterungen vornehmen und Anpassungen selbst umsetzen kann.