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Symbiose zwischen Blackberry, Scada und SPS

Bild 1. Scada-Systeme visualisieren in Leiständen oft komplexe Anlagen

Bild 2. Extend 7000 ermöglicht es, Anlagen über ein Blackberry zu überwachen und zu steuern

Bild 3. Für Großanlagen wurde ein spezieller Treiber zu den Melsec-SPS entwickelt, der die Geschwindigkeits-nachteile von OPC wettmacht

Die vorhandenen mobilen Lösungen für ein Alarmmanagement werden den Ansprüchen der Märkte kaum gerecht. Scada-Systeme erfüllen zwar die Anforderungen, sind jedoch nicht mobil verfügbar. Einen Ausweg bietet Schad mit seinem Extend 7000. Das System stellt Scada-Funktionalität mobil sowie ortsunabhängig zur Verfügung. Dabei setzt es auf den OPC-Standard und direkte Treiber zu SPS von Mitsubishi Electric.

Unternehmen und Anlagenbetreiber wollen heute beim Ausfall der Maschine nicht nur sofort alarmiert werden, die Servicekräfte sollen auch darüber informiert werden, was passiert ist. In der Vergangenheit hat der Zulieferer oder der Anlagenbauer versucht, diese Aufgabe mit eigenen Mitteln zu bewältigen, beispielsweise mit Mitteilungen per SMS, E-Mail oder über eigens dafür erstellte Websites. Allerdings haben alle diese selbst konstruierten Systeme das Problem, dass keine gesicherte Mitteilung gewährt werden kann. Außerdem ist ungewiss, wie lange die Übermittlung der Meldung an die zuständige Servicekraft dauert. Zusätzlich ist die Pflege und Anpassung dieser Systeme recht aufwendig, wenn zum Beispiel Anlagenteile verändert werden. Auch die Darstellung der Daten ist nicht immer optimal für die Personen ausgelegt, die die Anlage betreiben, warten oder in Betrieb nehmen.

Nicht marktgerecht
Die Hintergründe dafür sind systembedingt, so wie auch die Systeme selbst entstanden sind – sie basieren auf Technologien, die für die zwischenmenschliche Kommunikation konzipiert wurden. Für die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine oder gar zwischen Maschinen sind sie ungeeignet.
Für diese Aufgaben bieten sich Scada-Systeme viel besser an. Diese arbeiten in der Regel im Leitstand und visualisieren komplexe Anlagen (Bild 1). Die Systeme haben eine weit reichende Benutzerverwaltung, die man mit heutigen CRM- oder ERP-Systemen vergleichen kann, sowie integrierte Melde- bzw. Alarmlisten und ein eingebautes, auf die jeweilige Anlage bezogenes Reporting. Mobilität ist dabei allerdings ein Fremdwort.
„Die Systeme, die es bisher auf dem Markt gibt oder die sich die Unternehmen selber basteln, haben alle mehr oder weniger Macken“, sagt Achim Kampker, Leiter des Lehrstuhls für Produktionsmanagment an der RWTH Aachen. „Einige Firmen setzen etwa auf eine Störungsmeldung per SMS auf das Handy oder einen PDA. Meist werden die Nachrichten aber von einem zentralen Schaltkasten aus versendet, an dem gleich mehrere Anlagen hängen. Immerhin – aber wo das Problem genau liegt, wird dabei nicht angezeigt und die Mitarbeiter wissen nicht, wer sich um die Störung kümmert, was häufig zu wilder Telefoniererei führt“, ergänzt A. Kampker.

Scada-Funktionalitäten für unterwegs
Diesem Problem haben sich Schad, Mitsubishi Electric und der Hersteller der Blackberry-Lösung Research in Motion, angenommen. Durch die Kooperation ist es gelungen, die Mobilität der Blackberry-Endgeräte mit der Scada-Funktionalität von Extend 7000 und dem technischen Anlagen-Know-how von Mitsubishi zu vereinen (Bild 2).
Die wesentlichen Merkmale von Scada-Systemen, die Funktionen benachrichtigen, beobachten und bedienen, werden durch Extend 7000 durchgängig mobil zur Verfügung gestellt. Die Benutzer erhalten Benachrichtigungen in Echtzeit, unabhängig davon, wo sie sich räumlich befinden. Das löst die Bindung an die statische Visualisierung. Durch die Möglichkeit, mobil auf Werte zuzugreifen und sogar aktiv in Anlagen und Prozesse einzugreifen, wird dieser Effekt noch verstärkt. Die technische Überwachung und Betreuung von Anlagen wird somit sowohl onsite, als auch offsite – beispielsweise bei Bereitschaftsdiensten – ortsunabhängig. Die Reaktionszeiten auf Störungen wird sich so verkürzen und technisches Expertenwissen lässt sich flexibel und über weite Strecken hinweg einsetzen. Das verringert die Betriebskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Servicequalität.

Zentrale Applikationsverwaltung
Scada-Systeme kann man bei Anlagenerweiterungen und Serviceeinsätzen flexibel anpassen. Das ist auch bei Extend 7000 möglich. Über einen zentralen Blackberry Enterprise Server (BES) lässt sich die Scada-Applikation auf die dezentralen Endgeräte schieben. Die Anpassungen werden nur auf dem Server durchgeführt. Auf den mobilen Endgeräten erfolgt die Reaktion automatisch. Das reduziert gerade bei Anlagen und Maschinenparks mit weit verteilten Anlagen und vielen Service- oder Produktionstechnikern die Kosten.
Bei bestehenden SMS-Lösungen hat man meistens ein Problem, wenn der Servicekraft das Handy oder der PC gestohlen wird. Dann ist der Zugriff auf die Anlage auch für unberechtigte Personen möglich. Auch hierfür bietet Extend 7000 eine Lösung: Bei Verlust eines Endgeräts wird die komplette Applikation für dieses Endgerät einfach zentral, das heißt auf dem Server, gelöscht. So ist die Sicherheit der Anlagen wieder hergestellt.
Im Zusammenspiel mit einem bestehenden Scada-System stellt Extend 7000 eine Redundanz dar, die auch bei einem Totalausfall der stationären Visualisierung weiter funktioniert und somit den reibungslosen und sicheren Betrieb der Anlagen sicherstellen kann.

OPC- oder SPS-Anbindung
Betrachtet man die internen Strukturen heutiger Firmen und Produktionsmittel, so stößt man häufig auf einen Wildwuchs an Scada-, CRM-, DCS- und MES-Lösungen sowie deren Anbindungen. Als rudimentäre Schnittstelle hat sich dabei Ethernet TCP/IP durchgesetzt. Auf Protokollebene sieht es schon schwieriger aus. Ein Standard mit TCP/IP-Möglichkeiten ist OPC.
Bei kleineren Anlagen mit wenigen Datenpunkten, auch TAG genannt, ist eine OPC-Anbindung ausreichend. Bei größeren Anlagen, bei denen schnell TAG-Zahlen von mehreren Tausend zusammenkommen, bedeutet der Einsatz von OPC-Servern allerdings einen Geschwindigkeitsverlust und eine mögliche Fehlerquelle. Für solche Großanlagen gibt es für Extend 7000 einen speziellen Treiber zu den Melsec SPS von Mitsubishi Electric, der die Nachteile von OPC aufhebt (Bild 3).

Management-Informationen direkt aus den Anlagen
Bei dem System kann ein Anwender sein zentrales Reporting über bestehende Schnittstellen, wie ODBC oder SQL, aus seinem vorhandenen Scada-System heraus erledigen. Alternativ kann er seine Blackberry-Geräte direkt an sein CRM-System anschließen. So hat er die Möglichkeit, seine Absatzzahlen, Produktzyklen und weitere sensible Daten vom CRM-Server zu verarbeiten und anzuzeigen.
Extend 7000 stellt sicher, dass die Echtzeitdaten direkt aus den Steuerungen als Datenbasis für Management Reports verwendet werden. Das System ist hierbei flexibel und ebnet auch den direkten Weg, beispielsweise zu SAP-Systemen, ohne den Umweg über vorhandene Scada-Systeme nehmen zu müssen. Gleiches gilt für die SPS von Mitsubishi Electric, die auch ohne Scada-System direkt mit einem CRM-System, wie SQL oder Oracle, kommunizieren können. Eigene MES-Module lassen sich direkt an die SPS anschließen – ohne weitere Programmierung.

Fazit
Die Vorteile von Extend 7000 lassen sich in sechs Punkten kurz zusammenfassen:
• Kosten- und Zeiteinsparung: Die schnelle Reaktionsmöglichkeit führt zu kürzeren Ausfallzeiten. Das spart Material, Personal, Verwaltungsaufwand, Zeit und Geld.
• Flexibilität: Der Leitstand muss nicht mehr durchgängig besetzt sein. Bei Störungen werden die zuständigen Mitarbeiter sofort informiert – unabhängig von ihrem Aufenthaltsort. Sie sind also flexibler einsetzbar.
• Bidirektionalität: Der Datenfluss erfolgt in beide Richtungen. Die Anlagensteuerungen senden Informationen an die mobilen Endgeräte, gleichzeitig kann von ihnen aus aktiv auf die Anlagen zugegriffen werden.
• Informationsqualität: Extend 7000 erfasst alle Daten aus den Steuerungen und meldet Fehler in großer Detailtiefe.
• Bedienkomfort: Die Bedienung ist einfach und intuitiv. Die Ebenenstruktur und die Benutzeroberflächen orientieren sich an bekannten Vorgaben.
• Unabhängikeit: Neben Blackberry können auch iOS (iPhone und iPad) sowie Windows Mobile Systems verwendet werden.
Branchenübergreifend können Unternehmen somit durch den Einsatz von Extend 7000 die Steuerung ihrer Anlagen optimieren und personelle Ressourcen zielgerichteter einsetzen.

„e-F@ctory“ Partner
Mitsubishi Electric listet Extend 7000 als „e-F@ctory“ Partner Product. Dieses Konzept ermöglicht eine effiziente Automatisierung des gesamten Produktionsprozesses. Ziel ist ein kontinuierlicher Datenfluss. Entscheider erhalten mit „e-F@ctory“ auf allen Ebenen und zu jedem Zeitpunkt aussagekräftige Daten aus den Systemen der Produktions- und der Management-Ebene. Dadurch sind sie in der Lage, die richtigen Entscheidungen zur richtigen Zeit zu treffen.
Extend 7000 gestattet das mobile Bedienen und Beobachten von speicherprogrammierbaren Steuerungen. Von Smartphones aus – wie etwa Blackberry, iOS oder Windows Mobile – lässt sich damit auf die Überwachung und Steuerung von Industrie- und Logistikanlagen sowie der Haus- und Gebäudeleittechnik zugreifen. Techniker können zum Beispiel Parameter, wie Drehzahl, Temperatur oder Freigabestatusmeldungen bestimmter Anlagenteile, mobil auslesen. Das Management kann so auf Maschinen- und Betriebsdaten, wie Auslastung, Verfügbarkeit oder Betriebsstunden, zugreifen, ohne vor Ort sein zu müssen. Die Kommunikation erfolgt dabei kosteneffizient über öffentliche Funknetze – unter Wahrung hoher Sicherheitsstandards.

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Autor: Heiko Weichert ist Mitglied der Alliance Market Developement Group der Mitsubishi Electric Europe B.V. in Ratingen.

Autor: Christian Schad ist Geschäftsführer der Schad GmbH in Hamburg.