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29. April 2011

Für gestiegene Anforderungen: Alarmverarbeitung 2.0

Beitrag aus openautomation 3/2011

Die heutigen Anforderungen an die Alarmverarbeitung sind erheblich gestiegen. Gesicherte Kommunikation sowie Redundanz sind nur zwei Beispiele dafür. Das Unternehmen Videc stellt mit dem Alarm und Informations-Portal AIP eine entsprechende Lösung zur Verfügung, die Geschäftsführer Dieter Barelmann näher erläutert.

Seit 1992 befasst sich das Unternehmen Videc mit dem Thema Alarmverarbeitung und Alarmierung. „Die Anforderungen haben sich in den letzten 20 Jahren dabei stets weiter entwickelt bzw. verändert“, berichtet Dieter Barelmann, Geschäftsführer des Bremer Unternehmens. „Ging es vor Jahren noch um die automatische Erfassung in zeitrichtiger Reihenfolge, danach die einfache Weiterleitung einer Störmeldung, sind die heutigen Anforderungen erheblich gestiegen bzw. vielfältiger. Anlagenstillstände, Produktionsausfälle oder eine verbesserte Qualität sind neben dem schnellen und sicheren Reagieren im Alarm- oder Fehlerfall nur einige der Themen.“ Seiner Ansicht nach steckt ein enormes Verbesserungs- sowie auch Automatisierungspotenzial in dieser Thematik. Hinzu komme noch die Reduzierung der Fehlerquelle Mensch. „Das hat uns dazu veranlasst, diese Problematik in der Automatisierungstechnik neu zu überdenken und eine komplette Neuentwicklung in Arbeit zu nehmen, um den heutigen wie auch zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden“, setzt D. Barelmann fort.


Als Plattform konzipiert

Das Softwarepaket AIP ist als Plattform konzipiert. Was heißt das? „Wir haben ein Produkt mit Grundfunktio­nalitäten geschaffen, auf Basis dessen jetzt in weiteren Schritten Lösungen mit unterschiedlichen Anforderungen aufgesetzt werden“, antwortet der Videc-Chef. Das komplette System basiert auf einer Client-Server Architektur. „Gesicherte Kommunikation sowie das Thema Redun­danz sind die Eckpfeiler der Konzeption“, erklärt er weiter. „Die Agenten liefern die Daten aus den Leitsystemen oder HMI Scada über das Netzwerk in die Plattform.“ Hierbei ist eine automatische Konfigurationsübernahme der Alarme aus dem Leitsystem möglich. Dies vereinfache die Konfiguration des Systems erheblich.

Der Server enthält eine Workflow Engine sowie ein weiteres Modul zur Hinterlegung von Methoden. „Die Workflow Engine erlaubt enorme Freiheiten bei der Definition und Festlegung von Abläufen und Aktionen“, weiß der Software-Experte. „Dies bindet die Ressource Mensch so in die Aktion ein, dass die Fehlerquellen auf ein Minimum reduziert werden.“

„Eine unserer Kernkompetenzen besteht darin, wie unterschiedliche Leitsysteme, HMI Scada oder Visualisierungen anzukoppeln sind“, setzt D. Barelmann fort. „Im Besonderen sehen wir im ersten Schritt für diese Lösung die Behandlung der Alarme.“ Das AIP ist in der Lage, verschiedene Leitsysteme (Informationsquellen) – auch redundant – über eine gesicherte Kommunikation mittels der Agenten an die Plattform anzubinden. Eine Besonderheit dabei: Dieser Datenverkehr lässt sich ebenfalls durch interne Aufzeichnung rückverfolgen. So existiert ein auftragsbezogenes Erfassen und Protokollieren aller Datenströme; dies wird auch Tracking genannt. „Ein Auftrag ist eine eindeutige Information und gewährleistet somit eine lückenlose Rückverfolgbarkeit“, schließt er an. Ist ein Alarm oder ein Ereignis im AIP angekommen, kann frei definiert werden, wie dieser zu behandeln ist. Als erstes wird die Serviceeinheit ermittelt. Aus der wird dann die aktuelle Schicht/Gruppe oder Person ermittelt.

Ist dieser Schritt abgeschlossen, lässt sich zur Weiterleitung ein Sendemedium mit entsprechendem Empfänger wählen. Auch hier stehen diverse Kanäle oder Wege bereit. Die Sendemedien sind in der Lage, visuell und akustisch einen Mitarbeiter zu informieren. Die Meldungen können als Text oder als computergenerierte Sprache (Text to Speech) versendet werden, wobei Meldungen auch bis in die SPS-Ebene quittierbar sind. Auch mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablet-PC werden mit Informationen der Sendemedien versorgt. „Das AIP ermöglicht es, die hinterlegten Eskalationsschritte automatisch abzuarbeiten“, schließt der Bremer an. „Es dient somit der ständigen Überwachung von Anlagen, besonders bei Abwesenheit des Bedienpersonals vom Leitstand. Die vom Leitsystem erhaltenen Meldungen werden direkt und automatisch auf die Empfänger ausgegeben.“


Analyse und Einsparpotenziale
„In weiteren Schritten stehen für die nächsten Versionen eine komplette Oberfläche zur Analyse der Alarme oder Ereignisse zur Verfügung“, kündigt D. Barelmann an. „In diesem grafischen Werkzeug ist mittels einfacher Bedienung die Anlage auf Basis der AIP Plattforminformationen zu analysieren. Integrierte Pareto Diagramme sind bei einem Ranking von Alarmen behilflich, Alarmfrequenzen sind ersichtlich, sowie ein Kategorisieren nach Problembereichen oder Problemchargen wird ermöglicht.“ Weiterhin hilft eine Echtzeit-Alarmanalyse über das Werk bzw. über zu vergleichenden Produktionslinien mit Alarmfrequenzen und Prioritäten bei der Optimierung der Anlage. Hier kann dann über die gesamte Anlage – also auch über verschiedene Quellsysteme, Produktionseinheiten oder Linien – eine Analyse aufgebaut werden. Im zweiten Schritt werden die vorkonfigurierten KPI (Key Performance Indicators) in Templates sichtbar gemacht.

Die Einsparpotenziale liegen laut D. Barelmann mit diesem Werkzeug gleich in mehreren Bereichen: „Es existiert ein Werkzeug zum Beispiel für die gesamte Instandhaltung. Die Planung von Schichten mit dem Fachpersonal in den Fachbereichen lässt sich wesentlich einfacher gestalten.“ Anwender können die Kosten durch den sinnvolleren Einsatz ihrer Mitarbeiter reduzieren. Außerdem erhöhe die Verkürzung der Ausfallzeiten die Produktivität und steigere die Verfügbarkeit von automatisierten Anlagen.

„Über die Möglichkeit der intelligenten Verknüpfung von Arbeitsschritten kann nahezu jede Eventualität mit den Alarmen oder Ereignissen aus dem Produktionsbereich verknüpft werden“, erklärt er weiter. Dabei lassen sich Alarme und Ereignisse mittels Strukturierung automatisch anlegen und gehen gleich automatisch in die komplette Struktur über. Eine Pflege der Alarmierungstexte ist also ebenso nicht mehr notwendig.


Vielfältige Einsatzbereiche
D. Barelmann: „Ausgerichtet ist AIP für den Einsatz in Unternehmen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen, der Ankopplung mehrerer Leitsysteme oder HMI Scada sowie für den optimierten Einsatz des Service- und Instandhaltungspersonals.“ Unterschiedliche Ereignisse werden dezentral erfasst und zentral verarbeitet. Nach der Aggregation kann das Ereignis in einem Workflow universell einem Informationsziel bereitgestellt werden.

Wie sieht es mit dem Ankopplungsmöglichkeiten aus? „Im ersten Schritt existiert die klassische Ankopplung über OPC“, antwortet der Manager. „Hinzu kommen die Integration in WinCC und PCS7 von Siemens, i-Fix von GE, Atvise von Certec sowie Intouch von Invensys sowie die OPC-UA-Anbindung.“ Dabei stellt er heraus, dass sich auf Anfrage auch weitere Systeme in dieses Konzept einbinden lassen. Grundlage für die Flexibilität sei das Tag/Variablen- bzw. das regelbezogene Anlegen von Alarmen. Damit können verschiedene Bedingungen aus verschiedenen Leitsystemen automatisch in das AIP übergeben werden. Dazu besteht die Möglichkeit, über die Workflow Engine bzw. über die Hinterlegung von Methoden noch weitere Datenbanken oder Datenquellen in das Konzept einzubinden. „Das kann durchaus für ein größeres Unternehmen sinnvoll sein“, betont D. Barelmann.


Für Sicherheit gesorgt
Für die gesamte Plattform ist eine re­dundante Auslegung im Kernkonzept berücksichtigt. „Angefangen von den Agenten weiter über die Plattform bis hin zu den Übertragungsmedien ist die Konzeption sicherheitsgerichtet“, so der Geschäftsführer dazu. Ein komplettes Ablaufprotokoll diene zur Kontrolle. „Hinzu kommt die Kontrolle über das Betriebssystem bzw. über Auslastung und Zustand der Rechnerhardware. So kann zum Beispiel eine Information an das Servicepersonal weitergeleitet werden, wenn ein Festplattenspeicher voll ist.“ Die sicherheitsgerichtete Kommunikation zwischen Agenten und Plattform, d. h. die Client-Server- wie auch die Server-Client-Richtung wird kontinuierlich überprüft.

Der Videc-Geschäftsführer ist überzeugt, dass – angepasst auf zukünftige Anforderungen und Architekturen – eine Plattform entwickelt wurde, die als Basis für weitere Lösungsansätze dienen wird: „Im Zusammenspiel mit Historienprogrammen sind weitere Komponenten zur Unterstützung einer Gesamtlösung geplant, immer mit den Bedürfnissen der Endkunden im Blickfeld.“ Zur Verfügung steht dann eine Alarmverarbeitung der zweiten Generation.

Ronald Heinze

Weitere Informationen unter www.videc.de.

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