Unterstützung für eine reibungslose Produktion. Datenmanagementsoftware als Add-on für das Prozessleitsystem - prozesstechnik online

Datenmanagementsoftware als Add-on für das Prozessleitsystem

Unterstützung für eine reibungslose Produktion

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Über das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 lassen sich alle verfahrenstechnischen Vorgänge in einem Prozess bedienen, beobachten und zentral steuern. Das bedeutet jedoch auch: Steht das Leitsystem, so steht die gesamte Produktion. Es gilt also, den reibungslosen Betrieb des PLS rund um die Uhr sicherzustellen. Das Datenmanagementsystem Versiondog ist auf die besonderen Bedürfnisse in der automatisierten Produktion abgestimmt und hilft, nicht nur die Leistungsfähigkeit, sondern vor allem auch die Sicherheit des Simatic-Systems zu steigern.

Änderungen in Simatic-PCS-7-Prozessleitsystemen gehören in automatisierten Anlagen zum Alltag. Häufig werden einzelne Prozesse im Schichtwechsel gleich von mehreren Mitarbeitern optimiert. Die Dokumentation ist somit das wichtigste Werkzeug, um die Kollegen zu informieren, warum und wie man eine Änderung vorgenommen hat. Hinzu kommt, dass Simatic-PCS-7-Anlagen in der Regel dort im Einsatz sind, wo Audits und Zertifizierungen qualifizierte Dokumentation erfordern.

Die Nachvollziehbarkeit von Änderungen zwischen zwei Softwareprojekten ist nicht nur beim Schichtwechsel, sondern auch bei der Fehlersuche oder bei der Optimierung des Prozessleitsystems eine elementare Hilfe. Jede Änderung beinhaltet einen gewissen Arbeits- und Zeitaufwand und damit auch ein Fehler-risiko. Sobald die Änderung in einem Projekt gespeichert wird, geht der alte Stand verloren, es sei denn man hat im Vorfeld eine Sicherungskopie erstellt. Andernfalls ist ein Rückspielen des alten Zustandes bei Fehlprogrammierungen nicht mehr möglich.
Jede Datensicherung markiert eine Version, mit der das Simatic-PCS-7-Leitsystem zu diesem Zeitpunkt die Anlage betreibt. Zur Interpretation der Version benötigt man die dazugehörigen Informationen, wer an einer Anlage was wann wo und aus welchem Grund geändert hat:
  • Wer hat die Version erzeugt bzw. ist verantwortlich für die Version und wer hat sie freigegeben?
  • Was wurde in der Version geändert, d. h. in welchem Baustein oder in welchem Modul der Simatic-PCS-7-Anlage wurden Änderungen vorgenommen?
  • Wann wurde die Version erzeugt und ist dies die aktuelle Version oder gibt es irgendwo einen neueren Stand?
  • Aus welchem Grund wurden Änderungen innerhalb der Version vorgenommen: Geht es um einen Wartungsturnus, will man einen Fehler ausbessern oder dient die Änderung einer Produktionsoptimierung?
  • Ist die Version, die man gerade betrachtet, auch die gleiche Version, die jetzt im Augenblick in der Anlage läuft?
Erschwerend kommt hinzu, dass Simatic-PCS-7-Projekte von der Datenmenge her sehr große Projekte sind, wodurch Lade- und Speichervorgänge länger dauern können. Wer hier keine nachhaltige Strategie entwickelt, läuft beim Betreiben der Automatisierungsanlage Gefahr, dass sich die Suche nach dem richtigen Softwarestand aufwendig gestaltet und die Anlage ineffizient betrieben wird.
Backup-Lösung für das Disaster Recovery
Allgemein bezeichnet die Datensicherung oder ein Backup eine Sicherungskopie von Daten und Informationen, die für den Fall von Datenverlust als Grundlage zur Wiederherstellung der zuletzt gültigen Originaldaten dient. Übertragen auf das Simatic-PCS-7-System ist das Backup folglich ein Datenpaket, um einen Produktionsprozess möglichst verlustfrei wieder in Betrieb zu nehmen, nachdem beispielsweise eine prozessbeteiligte Hardware, z. B. eine Steuerung oder Festplatte, ausgewechselt werden musste oder die zuletzt gültige Softwareversion zurückgespielt werden soll.
Eine Datensicherung muss jederzeit verfügbar sein, weil Ausfälle einer Anlage meist nicht vorhersehbar sind. Eine Aktualisierung der Datensicherungsversion ist immer dann erforderlich, wenn Änderungen (Anpassungen oder Optimierungen) vorgenommen wurden. Das heißt nach jeder Änderung ist die bisherige Version der Datensicherung veraltet und es muss eine neue erstellt werden.
Die durchgängige Datensicherungsstrategie einer Simatic-PCS-7-Anlage führt zu einer sehr großen Datenmenge und Datenvielfalt. Daher ist es zwingend erforderlich, eine Strategie für eine systematische Dokumentation und Ablage zu entwickeln. Nur so lassen sich die Anforderungen für ein zielführendes und schnelles Disaster Recovery erfülllen.
Hilfe für das Prozessleitsystem
Ein Simatic-PCS-7-System ist produktionsrelevant und läuft in der Regel im 24-Stunden-Betrieb. Ausfälle aufgrund von Fehlern sind unbedingt zu vermeiden. Hinzu kommen durch Cyberangriffe verursachte Ausfälle, die eine immer größere Herausforderung darstellen (z. B. Stuxnet 2010). Aus diesen Gründen ist das Prozessleitsystem in der Regel der Teil einer Produktion, der nicht in den öffentlichen Netzwerken zu finden ist, sondern in einem eigenen Produktionsnetz vernetzt wird.
Um eine prozesstechnische Anlage zu betreiben, muss ein hoher Aufwand betrieben werden. Der Datenaustausch zwischen den öffentlichen Netzwerken und einer Insellösung erfordert ein systematisches und abgesichertes Vorgehen, denn mit jeder Datenübertragung besteht ein Risiko der Datenmanipula-tion. Es hilft, alle Datensicherungen und Versionsstände im gleichen Netzwerk, in dem auch das Prozessleitsystem verwaltet wird, abzulegen. Allerdings erschwert diese Vorgehensweise eine externe Analyse des Systems, denn man benötigt einen Zugang zu der Insellösung, um Daten auszuwerten. Wenn Prozessleitsysteme jedoch in den öffentlichen Netzwerken betrieben werden, sind sie angreifbar, wie die neuesten Nachrichten zur Cyber-Sicherheit von Wasserwerken in Deutschland beweisen.
Um das Prozessleitsystem unter den oben genannten Aspekten zu unterstützen, hat der Siemens Solution Partner Auvesy (Automated Versioning Systems) für seine Software Versiondog ein PCS-7-Add-on entwickelt, das in jede Simatic-PCS-7-Architektur nahtlos integrierbar ist und die Anforderungen an das Datenmanagement optimal erfüllt. Mit Versiondog sichert, versioniert und dokumentiert man nicht nur Simatic-PCS-7-Projekte, sondern auch die Softwarestände von allen anderen Automatisierungsgeräten in der Produk-tion. Das Datenmanagementsystem ist in der Regel auf einer virtuellen Maschine im lokalen Netzwerk eines Unternehmens installiert und steht dort je nach Rechteverwaltung dem Benutzer zur Verfügung.
Das Versiondog-PCS-7-Add-on wird mit allen Funktionalitäten im Produktionsnetz einer Simatic-PCS-7-Anlage installiert und erfüllt damit die folgenden Anforderungen:
  • Es führt alle Datensicherungen und die Verwaltung der Softwarestände im gesamten Lebenszyklus der Simatic-PCS-7-Anlage durch.
  • Durch automatisches Sichern der Automatisierungssysteme und Vergleich zur freigegebenen, abgelegten Version ist sichergestellt, dass nur mit der validierten Version produziert wird. Dies wird zyklisch überprüft. Dadurch können auch Cyber-Angriffe erkannt werden.
  • Die gesamte Projektierung eines Simatic-PCS-7-Systems von der Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb der Anlage inklusive der Änderungshistorie wird abgebildet.
  • Die Bausteine SFC und CFC eines Simatic-PCS-7-Projekts werden ohne zusätzliche Treiber wahlweise als Text oder grafisch mit der eigenen Technologie Smartcompare verglichen. Alle Unterschiede werden farblich hervorgehoben und sind selektierbar, sodass man diese nicht mehr suchen muss.
  • Die vollständige Dokumentation der Änderungen innerhalb eines Simatic-PCS-7-Projekts wird zur erfolgreichen Durchführung von Audits, Validierungen und Zertifizierungen genutzt.
  • Es übernimmt eine Versionskontrolle der Softwarestände, die man zur späteren Wiederherstellung im Fehlerfalle sofort heranziehen kann (Disaster Recovery).
Mit diesen Funktionen unterstützt die Software Versiondog das Datenmanagement von Prozessleitsystemen optimal. Der Hersteller Siemens listet Versiondog daher als offizielles PCS-7-Add-on.

Stefan Schnackertz
Business Development,Auvesy

Dr. Tim Weckerle
Software Production,Auvesy


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