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wt-online - Ausgabe 08-2001, S. 529

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Automatisierung, Internet

Mit Internet-Technologie zur verteilten Automatisierung

Möglichkeiten

Auf den zweiten Blick erkennt man jedoch auch Gemeinsamkeiten:: Sowohl Internet als auch die industrielle Automatisierung verarbeiten große Datenmengen, beide sind zur Aktualität verpflichtet und beide müssen das Problem der "verteilten Intelligenz" bewältigen:: Informationen werden an einem anderen Ort genutzt als dort, wo sie entstehen. Insofern liegt nahe, dass sich Internet und industrielle Automatisierung ergänzen. Bereits auf der Interkama 2001 werden die ersten Automatisierungssysteme gezeigt, die Internet-Technologien verwenden und damit eine verteilte Automatisierung zulassen. Allerdings ist bei der Nutzung von Internet-Technologien sorgfältig zu prüfen, ob sie für die jeweilige Anwendungsfunktion geeignet sind. Das hängt vor allem von der geforderten Verfügbarkeit und der Reaktionszeit ab.

Das Internet hat in vielen Bereichen der Kommunikationstechnik, der Hardware und der Software neuen Technologien zum Durchbruch verholfen. Die Verwendung dieser Technologien für das Erstellen von Automatisierungssystemen kann einen hohen wirtschaftlichen Nutzen mit sich bringen. So wie moderne Automatisierungssysteme auf kommerziellen Technologien wie Ethernet, TCP/IP oder Microsoft Windows basieren, werden auch Internet-Technologien wie Microsoft Explorer, HTML-Sprachen, JAVA, XML oder Suchmaschinen in die Automatisierungstechnik Einzug halten. Auch die breitbandigen Kommunikationstechniken wie UTMS und Bluetooth bieten vor allem in Produktionsanlagen völlig neue Möglichkeiten. Diese Internet-Technologien sind infolge der großen Verbreitung relativ preiswert und gut getestet. Sie haben den Vorteil der "Vertrautheit" für Anlagenfahrer und Ingenieure. Ihr Bekanntheitsgrad, ihre intuitive Benutzung, ihre Hilfefunktionen und andere Vorteile werden die Bedienung von Anlagen vereinfachen und den Schulungs- und Einarbeitungsaufwand verringern. Auch andere Neuerungen sind für die Automatisierungstechnik hoch interessant, beispielsweise die Peer-to-Peer-Technologie, die den bisherigen zentralistischen Ansatz durch ein Netzwerk gleichberechtigter Rechner ablöst. Mit dem Standard XML wird die weltweite Offenheit der Systeme endgültig erreicht. Es ist Aufgabe der Hersteller von Automatisierungssystemen, diese Technologien zu prüfen und zu nutzen, ohne die hohe Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von Automatisierungssystemen zu gefährden. Beim Rundgang über die Interkama 2001 wird man den Internet-Explorer in ersten Bedienkomponenten von Automatisierungssystemen sehen können.

Am wenigsten Probleme bei der unmittelbaren Nutzung des Internets gibt es in Randbereichen der industriellen Automatisierung, die geringe Forderungen an Verfügbarkeit und Reaktionszeit stellen. Schon weit verbreitet sind Internet-Dienstleistungen im Bereich der Automatisierungstechnik, wie::

Kritischer wird die Verwendung des Internets zur Fernüberwachung und -bedienung von Anlagen. Der Bedarf dafür ist da, besonders bei verteilten Anlagen wie die Überwachung von Pipelines, Wasserwerken und Kläranlagen. Hier gibt es keine ständig besetzten lokalen Messwarten, so dass die Signale in eine zentrale Messwarte weitergeleitet werden müssen " zurzeit eine aufwendige und teure Lösung. Aber auch in der Chemischen Industrie mit ständig besetzten Messwarten wird zunehmend die umgangssprachlich "PC am Bett" genannte Fernüberwachung und -bedienung gefordert, beispielsweise, damit der Betriebsleiter das Vorgehen bei Störungen mit dem Bedienpersonal besprechen kann, ohne ins Werk zu fahren. Diese letztgenannte Anwendung ist additiv zur ständig besetzten Messwarte, so dass Ausfälle der Verbindung keinerlei Sicherheits- oder Verfügbarkeitsrelevanz für die Produktion haben. Kritischer zu sehen ist jedoch eine ausschließliche Fernüberwachung ohne lokale Personalpräsenz. Dies setzt ein ausgefeiltes Sicherheits- und Qualitätskonzept in der fernüberwachten Station voraus, so dass bei Ausfall der Fernüberwachung Schäden sicher auszuschließen sind. Auch eine regelmäßige automatische Überprüfung der Kommunikationswege ist zu empfehlen, damit der Betreiber zumindest in Abständen sicher sein kann, dass Störungsmeldungen ihn tatsächlich erreichen würden. Noch vorsichtiger ist vorzugehen, wenn neben der Fernüberwachung noch eine Fernbedienung vorgesehen ist. Hier ist neben dem Ausfallrisiko auch das Risiko der Übertragungsfehler (Datenintegrität) und unerlaubter Eingriffe durch Externe zu bewerten. Aus dem Internet-Banking gibt es Lösungen hierzu, die neben dem Passwortschutz spezielle Codewörter für jede einzelne Transaktion verlangen. Diese Lösungen sind für eine kontinuierliche Fernbedienung völlig ungeeignet, so dass hier auf bessere Technologien gewartet werden muss. Eine Anwendung zum jetzigen Zeitpunkt wäre allenfalls akzeptabel, wenn die fernbedienten Anlagen hoch automatisiert und Bedieneingriffe nur sehr selten erforderlich sind (zum Beispiel Soll-Wert-Verstellungen oder Einplanen von Aufträgen).

Noch nicht gelöst sind die Probleme einer zeitkritischen und hochverfügbaren verteilten Automatisierung, bei der aktuelle Prozessdaten in beide Richtungen über Internet übertragen werden müssen. Hierfür sind weder die Verfügbarkeit noch die Antwortzeiten des Internets ausreichend " und man würde letztlich am falschen Platz sparen, einen verlässlichen Systembus durch das Internet zu ersetzen. Ein Lösungsansatz wäre denkbar, der sich bei der Nutzung von Standards der Bürokommunikation für Automatisierungssysteme durchgesetzt hat:: Hier wurden beispielsweise für die Automatisierungssysteme separate Netzwerke errichtet, so dass keine Kollisionen mit anderen Datenmengen auftreten. Die Betriebssysteme wurden um Komponenten ergänzt, die Redundanz und Echtzeitverarbeitung zulassen. Analog könnte auch das Problem der verteilten Automatisierung per Internet durch Einkapselung und Funktionsergänzung gelöst werden:: In einem separaten Intranet, unter Verwendung separater Server mit Redundanzkomponenten, sind auch die Forderungen nach zeitkritischen und hochverfügbaren verteilten Automatisierungslösungen sicherlich erfüllbar. Vielleicht wird die Interkama 2001 erste Lösungsansätze in dieser Richtung zeigen.

Das Bild zeigt im Überblick die genannten, derzeit realisierbaren Internet-Zugriffe auf die Automatisierungssysteme. Der Ersatz des Systembusses durch das Internet ist wegen der genannten Probleme noch nicht sinnvoll. Bei allen Überlegungen, inwieweit das Internet die Automatisierungstechnik beeinflussen wird, sollte im Auge behalten werden, dass dies keine dogmatische, sondern eine wirtschaftliche Frage ist. Wenn die erzielten Einsparungen durch spürbare Funktionseinschränkungen erkauft werden müssen oder gar ein Anlagenrisiko mit sich bringen, werden sie keine Akzeptanz finden. Die Hersteller von Automatisierungssystemen sind gefordert, kreative und verlässliche Lösungen und Dienstleistungen zu entwickeln und zu präsentieren.

Autor:
Tauchnitz, T.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
wt-online 08-2001, Seite 529
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