Netzwerkmanagement in der Prozessautomation

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1 Netzwerkmanagement in der Prozessautomation Frank Gudat Manager, Global Key Account Management Automation and Network Solutions Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 1

2 Inhalt Prozessdatenerfassung Netzmanagement OPC SCADA-Systeme Ausblick Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 2

3 Inhalt Prozessdatenerfassung Netzmanagement Integrierte Architektur OPC Alarm!! SCADA-Systeme Applikationsbeispiele Ausblick Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 3

4 Netzwerkmanagement in der Prozessautomation» Das Frühwarnsystem für Ihr Unternehmensnetzwerk... «Preventive Maintenance Preventive Maintenance Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 4

5 Netzwerkmanagement in der Prozessautomation»...und wenn Sie schon immer wissen wollten wo der Wurm drin ist! «Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 5

6 Netzwerkmanagement Umschreibung aller Funktionen und Komponenten zur Überwachung und Steuerung von Netzwerken Voraussetzung für den Betrieb eines Netzes Bedingt durch die Komplexität größerer Netze sollten diverse Kontroll- und Wegefunktionen mittels eines Netzmanagement-Systems ausgeführt werden Einsatz einer SNMP Management Software - entwickelt und ausgerichtet für IT Administratoren Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 6

7 Netzwerkmanagement - Klassifikation nach ISO Konfigurationsmanagement Leistungsmanagement Fehlermanagement Sicherheitsmanagement $ Abrechnungsmanagement Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 7

8 Prozessvisualisierung in der Industrie Prozessvisualisierungs- Software ermöglicht die Darstellung der Herstellungsprozesse. HMI Server Historian GUI HMI Database Alarm Log Ethernet als Kommunikationsplattform für Steuerungen und Visualisierungssoftware PLC Communication Driver NIC Card Ethernet Komponenten Komponenten für die Automatisierung Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 8

9 Prozessvisualisierung in der Industrie Ein Lenkrad zur Steuerung und Überwachung der industriellen Prozesse. Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 9

10 Netzwerkmanagement - Aufgaben Sammeln von Informationen der angeschlossenen Stationen über die Nutzung des Netzes Erstellen von Berichten und Statistiken für Planung, Betrieb, Ausfall und Wartung Konfiguration des Netzes Leistungs-, Ereignis- und Fehlerüberwachung Störungen und Stillstände vermeiden Fehler lokalisieren und schnell beseitigen Engpässe erkennen Netzwerk optimieren Ziel: Datennetz optimal und verfügbar gestalten! Ziel: Datennetz optimal und verfügbar gestalten! Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 10

11 Basiswissen Netzwerkmanagement SNMP = Simple Network Management Protocol Kommunikationsprotokoll zwischen Manager und Agenten gehört zur TCP/IP-Protokollfamilie nutzt verbindungslose Protokolle (UDP + IP) Polling: Get-Anfrage oder Set-Befehl vom Manager aus Trap: wichtige Meldung vom Agenten aus SNMPv1 in Klartext, SNMPv3 auch verschlüsselt möglich Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 11

12 Manager & Agenten Agent in Geräten sammelt Daten über Status, Leistung und Fehler stellt Daten der Netzmanagementstation (NMS) zur Verfügung konfiguriert Gerät Netzmanagement- Station NMS sammelt Daten von den Agenten per Polling (Abfrage) MIB AGENT MANAGER NMS erhält Alarm-Meldungen (Trap) von den Agenten zentrale Überwachung und Visualisierung der Gerätezustände zentrale Konfiguration MIB AGENT SNMP MIB AGENT Router MIB AGENT Workstation Netzmanagement-Protokoll: SNMP Hub MIB AGENT zur Kommunikation zwischen Agenten und NMS Switch MIB - Management Information Base SNMP - Simple Network Management Protocol Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 12

13 Netzwerkmanagement Network Management Server Historian GUI Alarm Log Network Management Database SNMP Communications Drivers Unterstützt die Visualisierung des Ethernet-Netzwerkes Ermöglicht zentrale Erfassung (Alarme, Konfiguration, etc..) der im Netzwerk verteilten Ethernet- Komponenten NIC Card Ethernet Komponenten Komponenten für die Automatisierung Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 13

14 Netzwerkmanagement Ein Lenkrad für den Betrieb und die Überwachung des Netzwerkes Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 14

15 Nachteile Ohne Netzwerkmanagement, manuelle Überwachung der Netzwerk-Komponenten > sehr zeit- und arbeitsaufwendig SNMP Management Werkzeuge wurden für IT Nutzer konzipiert > komplex und bietet viele nicht genutzte Leistungsmerkmale z. Zt. noch keine gemeinsame Schnittstelle zwischen HMI und SNMP Management Um Schwierigkeiten im Prozeß zu analysieren, müssen Alarm- und Ereignis- Speicher manuell verglichen werden Zusätzliche Kosten für Netzwerk Management: Netzwerk Management PC / SNMP Management Software Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 15

16 Prozessvisualisierung und Netzwerkmanagement Network Management Server HMI Server Historian GUI Alarm Log Historian GUI Alarm Log Network Management Database SNMP / RMON Communications Drivers NIC Card HMI Database PLC Communication Driver NIC Card Ethernet Komponenten Komponenten für die Automatisierung Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 16

17 Prozessvisualisierung und Netzwerkmanagement Zwei Lenkräder zur Steuerung der Fabrik heute: eins für die Prozessebene, eins für das Datennetzwerk Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 17

18 Prozessvisualisierung und Netzwerkmanagement morgen HMI Server Historian GUI Alarm Log HMI Database OPC Driver PLC Driver NIC Card Ethernet Komponenten Komponenten für die Automatisierung Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 18

19 Prozessvisualisierung und Netzmanagement morgen Ein einziges Lenkrad zur Steuerung der Fabrik von morgen Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 19

20 Kundennutzen Integrierte Architektur Integrierte Architektur Produktivität der Installation wird erhöht Produktivität des Betriebs wird erhöht Produktivität der Wartung wird erhöht Die Produktivität der Anlage wird erhöht! Die Produktivität der Anlage wird erhöht! Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 20

21 Möglichkeiten der Integration Integration der Daten über OPC-Schnittstelle Das Kommunikationssystem wird dabei zum Bestandteil der Automatisierungslösung, indem alle relevanten Daten des Netzwerkes in einem SCADA-System dargestellt werden. Konvertierung aller gerätespezifischen Daten, aus der Management- Information-Base (MIB) im SNMP-Format, in das OPC-Format Dadurch in das SCADA-System übertragbar. SNMP OPC Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 21

22 Möglichkeiten der Integration HMI Server Historian GUI Alarm Log HMI Database OPC Driver PLC Driver SNMP OPC Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 22

23 OPC OPC -> allgemeine Schnittstelle zur Kommunikation mit verschiedenen Prozess-Steuerungen, unabhängig von der Steuerungssoftware oder den Geräten im Prozess. OPC: OLE for Process Control (OLE: Object Linking and Embedding) OPC-Server vom Geräte-Hersteller geliefert Erzeugt Gerätedaten in einem einheitlichen OPC-Format OPC-Client nimmt Daten von einem Server entgegen und stellt diese für andere Anwendungen, wie z. B. SCADA-Systemen mit den Feldgeräten der Automatisierungsebene, bereit Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 23

24 Netzwerk Monitoring Ein Bild sagt mehr als tausend Worte Visualisierung der Netzwerktopologie Segmentierung des Netzwerkes Überwachung der Leitungen Konfigurierbarer Status des Netzes, der Geräte und Komponenten Ereignisprotokollierung Alarmierung via SMS, , Hinweisfenster oder beliebiger Programmstart Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 24

25 Netzwerk Monitoring Überwachung der Leitung Geräte & Komponenten in Listen Konfigurierbare Statusanzeigen aller Komponenten (Lüfter, Chassis, Stromversorgung, Leitungen) Interaktive, fotorealistische Darstellung der Geräte Zugang zu Konfiguration, Statistiken, Fehler- und Sicherheitsmenü Physikalische Struktur Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 25

26 Multi-Geräte Konfiguration Geräte gleichzeitig konfigurierbar Konfigurationen speichern Software Updates Neustart Komfortable Sortier- und Suchfunktionen Ports an/aus, Full/Half Duplex, Speed (Mbit) Flusskontrolle... Weitere typenspezifische Parameter einstellbar Multiple Konfiguration von Ports verschiedener Geräte Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 26

27 Netzwerkmonitoring Netzwerkweite Port-Diagnose und Netzlastkontrolle Es können mehrere Werte verschiedener Geräte gleichzeitig dargestellt werden. Langzeitstatistiken Trenderkennung Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 27

28 Die Zukunft des Netzmanage- ments in der Automatisierung Ausblick Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 28

29 Zukunft des Netzwerkmanagements in der Prozessautomatisierung Integrierte Architektur Viele Elemente des Netzmanagements werden in bestehende Prozessvisualisierung integriert. Prädestinierte Daten sind : Bandbreitennutzung Fehlermanagement inkl. Statistiken Netzverfügbarkeit Redundanz -> Präventiver Netzbetrieb -> Präventiver Netzbetrieb Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 29

30 Integrierte Architektur Einordnung der integrierten Architektur innerhalb des unternehmensweiten Netzwerkes Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 30

31 Prozessvisualisierung und Netzmanagement morgen OPC-Gateways binden den Status und administrative Funktionen des Netzwerkes in eine OPC-fähige Bedienoberfläche (z. B. SCADA) ein. Alle relevanten Daten, die Einfluss auf das Prozessergebnis haben, werden auf einer einzigen Plattform zur Verfügung gestellt. Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 31

32 Vorteile auf einen Blick Visualisierung des gesamten Netzes, dessen Leitungen und Geräte - > rascher Überblick Erweiterte Diagnose und geräteunabhängige Konfiguration Einfache und benutzerfreundliche Installation Informationen über den Netzwerkstatus, Details der Geräte und Überwachung redundanter Komponenten OPC Schnittstelle zur Einbindung in SCADA-Systeme Integration in die Managementplattformen Einbindung von Geräten anderer Hersteller Alarmierung per SMS, , Hinweisfenster oder beliebiger Programmstart im Falle eines Netzwerkfehlers Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 32

33 Industrial HiVision Herzlichen Dank! FRAGEN? Hirschmann Electronics GmbH & Co. KG Stuttgarter Straße Neckartenzlingen Hirschmann, 2004 Frank Gudat / Hirschmann Electronics / Folie 33

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