- Industrielle Netzwerke haben einen entscheidenden Einfluss auf die Anlagenverfügbarkeit. Darum gilt es, Störungen frühzeitig zu identifizieren, um Stillstände zu vermeiden. Wie sieht ein Lösungskonzept aus, mit dem sich Netzwerke verschiedener Protokolle einheitlich überwachen lassen und dabei dem Wunsch nach einer einfachen Anwendung Rechnung tragen? Die Antwort gibt nachfolgend Steffen Himstedt von Trebing + Himstedt.
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Klassische Feldbusse werden bereits seit über 20 Jahren analysiert. Insbesondere für Profibus-Netzwerke gibt es mittlerweile zahlreiche Diagnosetools am Markt. Da deren Fokus jedoch meist auf komplexer Telegrammanalyse liegt, sind sie auf Experten und Dienstleister ausgerichtet und somit für die meisten Anwender eher ungeeignet, die in der Regel nicht über Spezialwissen verfügen. Darüber hinaus kommen diese Tools vorwiegend bei akutem Troubleshooting vor Ort zum Einsatz. Nur wenige Lösungen bieten eine zentrale, permanente Überwachung aller Stränge einer gesamten Anlage.
Bei der Analyse von Industrial-Ethernet-Netzen wird derzeit noch nach geeigneten Lösungskonzepten gesucht. Denn der Einzug von Ethernet in der Automation hat auch neue Herausforderungen in der Netzwerkdiagnose mit sich gebracht und stellt die Anwender nun vor die Frage, wie sich tausende Ethernet-Komponenten effizient managen lassen. Eine Fortschreibung der Diagnosekonzepte aus der klassischen Feldbuswelt ist beim geswitchten Medium Ethernet genauso wenig möglich wie die Übernahme existierender „Sniffer"-basierter Tools aus der IT-Welt – insbesondere wenn eine dauerhafte und anlagenweite Überwachung angestrebt wird.
So einfach wie möglich
Ein Großteil der heute verfügbaren Diagnosetools kommt erst im Fehlerfall zum Einsatz – also erst dann, wenn es häufig schon zu spät ist. Das zeigt die mangelnde Praxistauglichkeit der bestehenden Lösungen, wenn es darum geht von Anwendern aktiv und dauerhaft genutzt zu werden und einen wirklichen Mehrwert im täglichen Betrieb zu bieten. Hauptgrund ist, dass die zentrale Anforderung an eine Diagnoselösung „Je einfacher, desto besser" meist unerfüllt bleibt. Die klassische Fehlersuche ist für Instandhalter und Betriebselektriker in der Regel noch zu aufwändig und komplex. Außerdem gibt es zu viele unterschiedliche Tools für die diversen Feldbusse und Protokolle. Auch hinsichtlich der Informationstiefe sollte der Grundsatz „Weniger ist mehr" gelten, z.B. in Form eines einfachen Ampelprinzips. Denn ihren vollen Nutzen entfalten Diagnosekonzepte erst, wenn die Diagnoseinformationen im Rahmen einer vorausschauenden Instandhaltung effizient genutzt werden. Dies macht jedoch nur Sinn, wenn der Aufwand für eine permanente Überwachung so gering wie möglich gehalten wird. Idealerweise soll sich das Netzwerk praktisch „selbst" überwachen und nur im Bedarfsfall melden. Dazu muss die Diagnose jederzeit einfach und verständlich „abrufbar" sein, am besten mit gezielten Hinweisen zur Fehlerbehebung.
Diagnosekonzept für alle Netzwerke
Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, hat Trebing + Himstedt ein Diagnosekonzept entwickelt, das eine dauerhafte und einheitliche Überwachung von Netzwerken verschiedener Kommunikationsprotokolle ermöglicht und sich durch ein intuitives Bedienkonzept auszeichnet. Alle wesentlichen Funktionalitäten und Diagnosen werden übergreifend und in einheitlichen Oberflächen dargestellt. Nur feldbusspezifische Eigenschaften werden je Netzwerk detailliert bereitgestellt. Der Anwender erhält bereits aufbereitete Informationen und muss nicht auf Protokoll-, Telegramm- oder Signallevel nach Fehlerursachen suchen. Das Konzept ist steuerungs- und herstellerunabhängig und kann hinsichtlich weiterer Protokolle oder Netzwerke flexibel erweitert und skaliert werden. Dies bietet einen langfristigen Investitionsschutz und erleichtert beispielsweise den Umstieg von Profibus auf Profinet.
Neben der Unterstützung des klassischen Feldbusses Profibus steht die Lösung mittlerweile auch für Profinet, EtherNet/IP und Modbus TCP zur Verfügung und deckt somit über 80 % des Industrial-Ethernet-Markts ab. Zusätzlich können Industrial-Ethernet-Geräte diagnostiziert werden, die keinem spezifischen Protokoll entsprechen, beispielsweise Drucker oder Kameras. So lassen sich alle Netzwerke einer Anlage gemeinsam und einheitlich in einer Applikation überwachen. Das Diagnosekonzept besteht aus der webbasierten Software TH Scope und dem Netzwerkzugang TH Link, der sowohl für die stationäre Anwendung als auch für den mobilen Einsatz über Notebook zur Verfügung steht. Die vielfältigen Funktionen zeichnen sich durch ihre einfache Anwendbarkeit aus und unterstützt bei Inbetriebnahme, Betrieb, Inventur sowie Instandhaltung.
Der TH Scope stellt eine gemeinsame Übersicht aller Profibus-, Profinet-, EtherNet/IP- und Modbus-TCP-Netze nach dem Ampelprinzip zur Verfügung. Sämtliche Funktionalitäten sind über einen beliebigen Webbrowser jederzeit abrufbar und können somit auch über Tablets/Smartphones oder per Remotezugriff für Fernwartungszwecke genutzt werden. Tritt in einem der Netzwerke eine Störung auf, wird eine automatische Benachrichtigung per E-Mail verschickt. Eine Netzwerkdiagnose vom Schreibtisch aus verkürzt die Reaktionszeit erheblich und kann in vielen Fällen den Gang in die Anlage ersparen. Dank konkreter Handlungsempfehlungen kann sofort und zielgerichtet eingegriffen werden. Die Netzwerkqualität wird anhand verschiedener Kenngrößen ausgewertet und grafisch visualisiert, sodass sich auf einen Blick kritische Netzteilnehmer und -segmente erkennen und die Netzwerkparameter bewerten lassen.
Mehrwert in allen Lebenszyklus-Phasen
Die reale Netzwerk-Infrastruktur wird grafisch übersichtlich in einer Topologie dargestellt. Darüber hinaus werden aktuelle Zustands- sowie Bandbreiteninformationen des jeweiligen Netzwerks angezeigt. Anhand dieser zentralen Übersicht lassen sich Struktur, Status und Auslastung des Netzwerks sehr schnell auf einen Blick überprüfen. Eine permanent verfügbare Inventurliste gibt eine aktuelle Übersicht zu allen Netzwerk- und Geräteinformationen, u.a. mit Details wie Firmwarestand und Bestellnummern. Da eine Dokumentation der Netzwerkinstallation oftmals nur unzureichend oder veraltet vorliegt oder mit hohem Aufwand verbunden ist, liefert diese Funktion eine sehr hilfreiche Unterstützung, insbesondere im Rahmen der Inventur. So können nicht nur Kosten für eine spezielle Software oder externe Dienstleister gespart, sondern auch Hotline-Calls und Verzögerungen bei Serviceeinsätzen und Anlagenstillständen vermieden werden.
Für Inbetriebnahmen und Abnahmen sind die Generierung von Abnahmeprotokollen sowie ein Vergleich mit abgespeicherten Referenzzuständen möglich. Darüber hinaus steht ein historisches Trend-Dashboard zur Verfügung, anhand dessen sich die Netzwerkgüte über einen längeren Zeitraum überwachen lässt. Die grafische Trendanalyse zeigt den Zustand bzw. die Zustandsänderungen aller Netzwerke auf einen Blick. So lassen sich noch effizienter Aussagen über den Zustand der gesamten Netzwerke treffen und auch netzübergreifende Störungen schnell und einfach erkennen. Ein Microsoft Office Export überträgt alle verfügba-ren Diagnoseinformationen strukturiert nach MS Excel, sodass sie dort für kundenspezifische Analysen, Auswertungen und Reports basierend auf vorbereiteten Filtern bereit stehen. Die Integration in andere Applikationen wie HMI oder Asset-Management-Systeme ist über OPC möglich.
DER AUTOR Steffen Himstedt, Geschäftsführer der Trebing & Himstedt Prozeßautomation GmbH & Co. KG in Schwerin ( www.t-h.de )
