Betrieb, Diagnose, Wartung und Instandhaltung in der Fertigung mit IT Technologie

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1 26. Mai 2009 Winterthur Betrieb, Diagnose, Wartung und Instandhaltung in der Fertigung mit IT Technologie Jürgen Gorka, Kontakttechnik GmbH Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

2 Agenda Betrieb, Diagnose, Wartung und Instandhaltung in der Fertigung mit IT-Technologie Technologie Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

3 Kontakttechnik GmbH & Co. KG Produktionsstandort: Minden, Deutschland Gegründet: 1951 Hauptsitz der Gruppe: Geschäftsführung, Zentrale für Entwicklungen, Vertrieb und Verwaltung, Produktion AUTOMATION Mitarbeiterzahl: Minden > Gesellschaften, 9 Produktionsstandorte und 31 Vertretungen. Weltweit über 4600 Mitarbeiter. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

4 Schweiz: CONTACT S.A. Produktionsstandort: Domdidier,, Kanton Fribourg Gegründet: 1977 Mitarbeiterzahl: > 500 Produktions- und Bürofläche: m² Fertigung von Leiterplattenklemmen und kundenspezifischen Produkten Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

5 Die Geschäftsbereiche Klemmen und Steckverbinder für industrielle und die Gebäudeinstallation -I/O-SYSTEM Elektromechanische und elektronische Interfacemodule TOPLON Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

6 SNMP und Webserver in der Automation Oft zusätzliches Netzwerk mit proprietärem Protokoll Oft proprietäre Software Stückzahl Standzeit Temperatur Wirkleistung Vibration... Alarmierung Eskalation Speichern (Datenbank) Statistik Trend z.b. Profibus/ DeviceNet/ Interbus C P U Diagnoseunterstützung der Geräte uneinheitlich Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

7 Diagnose, Wartung und Instandhaltung in der IT Standardisierte Software Netzlast Prozessorlast Daten Temperatur Wirkleistung Komponentenausfall Angriffe... Alarmierung Eskalation Speichern Trend Statistik... Simple Network Management Protocol (SNMP) Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

8 Diagnose, Wartung und Instandhaltung mit IT Technologie Komplexe IT Systeme Haben sehr viele Knoten. Haben verschiedenartige Komponenten. Verändern sich über die Lebensdauer der Anlage. Müssen hochverfügbar sein. Müssen überschaubar bleiben. Fehler müssen unmittelbar alarmieren. Fehler müssen nachvollziehbar sein. Fehler müssen geloggt werden. Das Rad...gibt es schon! Alarmierung Eskalation Logging Trend Statistik... Komplexe Fertigungs-Systeme Haben sehr viele Knoten. Haben verschiedenartige Komponenten. Verändern sich über die Lebensdauer der Anlage. Müssen hochverfügbar sein. Müssen überschaubar bleiben. Fehler müssen unmittelbar alarmieren. Fehler müssen nachvollziehbar sein. Fehler müssen geloggt werden. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

9 Diagnose, Wartung und Instandhaltung in der Automation mit Ethernet Simple Network Management Protocol (SNMP) SNMP Standard Software Stückzahl Standzeit Temperatur Wirkleistung Vibration... Versionskontrolle Alarmierung Eskalation Speichern (Datenbank) Statistik Trend z.b. Profinet / Ethernet IP /Modbus TCP C P U Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

10 SNMP und Webserver in der Automation Zusätzliche Diagnose Info über HTTP (Standard WEB Browser) z.b. Profinet / Ethernet IP C P U Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

11 SNMP Definition Simple Network Management Protocol (deutsch: einfaches Netzwerkverwaltungsprotokoll) Entwickelt um Netzwerkelemente (z.b. Router, Server, Switches, Drucker, Computer usw.) von einer zentralen Station aus überwachen und steuern zu können. SNMP existiert weltweit in Millionen von Systemen in Form von mehr oder weniger intelligenten Agenten, die in den aktiven Komponenten hauptsächlich mit der Sammlung von Informationen über Ereignisse, Fehler oder der Fortschreibung von zahlreichen Zählerständen beschäftigt. SNMP eignet sich für folgende Zwecke: Fernkonfigurierung von Netzwerkgeräten. Überwachung der Netzwerkleistung. Erfassen von Netzwerkfehlern oder Zugriffsverletzungen, wie z.b. zählen vom Herunterfahren und Neustarten von Geräten, nicht erstellte Routerverbindungen, Zugriffsverletzungen und Speicherplatzengpässe auf Dateiservern. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

12 SNMP Funktionsweise Zur Überwachung werden so genannte Agenten eingesetzt, dass sind Programme die direkt auf den Geräten laufen und Informationen sammeln. Diese Programme sind in der Lage den Zustand des Gerätes zu überwachen und selbst Einstellungen vorzunehmen oder Aktionen auszulösen. Über SNMP können diese Agenten mit einer zentralen Managementstation kommunizieren. Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

13 SNMP Kommunikation GET, zum Anfordern eines Management Datensatzes. GETNEXT, um den nachfolgenden Datensatz abzurufen. GETBULK, um mehrere Datensätze auf einmal abzurufen, wie z. B. mehrere Reihen einer Tabelle (verfügbar ab SNMPv2). RESPONSE, Antwort auf ein vorheriges Paket. SET, um Datensätze in einem Netzwerk zu verändern. TRAP, unaufgeforderte Nachricht von einem Agenten an den Manager. Die drei GET - Pakete können vom Manager zum Agenten gesendet werden um Daten über die Station anzufordern. Die Antwort folgt in einem Respons - Paket. Die Übername der Werte von einem SET - Packet werden vom Agenten mit einem Response - Paket bestätigt. Bei einem Fehler im System wird vom Agenten unaufgefordert ein TRAP - Paket gesendet. Diese Pakete werden nicht vom Manager bestätigt. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

14 SNMP Protokoll Damit die Netzwerklast gering bleibt wird zum versenden das verbindungslose UDP- Protokoll verwendet. Der Agent erhält die Anfragen (Requests) auf Port 161 währen der Manager der Port 162 zum empfangen der TRAP - Meldungen vorgeschrieben ist. Version: SNMPv1, SNMPv2c und SNMPv3. Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

15 SNMP Protokoll SNMP Version 1 (1988) Sehr schlechte Sicherheit. Die Authentifizierung erfolgt nur durch einen "Community- String", die Übertragung erfolgt im Klartext und kann somit leicht abgehört werden. SNMP Version 2c (1996) Überarbeitete Version 1. Performance-Verbesserung für das Abrufen von grossen Menge von Daten in einer einzigen Anfrage (GETBULK). Benutzt aber das gleichen Authentifizierungs-System wie die Version 1. SNMP Version 3 (2004) Die Versionen 1 und 2c bieten fast keine Sicherheitsmechanismen. Daher auch die Bedeutung der Abkürzung SNMP als Security is not my problem. In der aktuellen Version 3 wurden die Sicherheitsmechanismen deutlich verbessert. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

16 SNMP MIB: Management Information Base Welche Informationen ein Agent sammeln und ein Verwaltungssystem von einem Agenten anfordern kann, ist in der Management Information Base (MIB) festgelegt. Eine MIB ist ein Satz verwaltbarer Objekte, die verschiedene Arten von Informationen über ein Netzwerkgerät darstellen (z.b.. Anzahl der aktiven Sitzungen, Version der Netzwerkbetriebssystem-Software, die auf dem Host ausgeführt wird). SNMP-Verwaltungssysteme und SNMP-Agenten interpretieren MIB-Objekte gleich. Der Agent speichert Informationen über die Objekte einer bestimmten MIB, und das Verwaltungssystem ruft die Informationen aus der MIB über den Agenten ab. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

17 MIB Tree Preview Die Informationen der MIB sind in Form einer Baumstruktur organisiert. Darstellung einzelner Zweige durch Nummern oder alphanumerische Bezeichnungen. Diese Zeichenkette nennt man Object Identifier (OID). In den MIBs wird dann weiter verzweigt bis zu den einzelnen Daten, die jeweils auch eine eigene OID besitzen und somit eindeutig identifiziert werden können. Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

18 SNMP MIB zum Beispiel unter iso.org.dod.internet.privat.enterprises. zu finden das ebenso durch die Zahlenreihe eindeutig bestimmt ist. Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

19 SNMP MIB: MIB Tree Content Geräteinformationen wio Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

20 SNMP MIB: MIB Tree Content Firmware & Time Data: WioVersion (Wago Version Infos) wiorealtimeclock (RTC Parameter) Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

21 SNMP MIB: MIB Tree Content IO Module: wioprocessimage wiomoduletable Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

22 SNMP MIB: MIB Tree Content IO Module: wioplcdatatable Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

23 SNMP MIB: SNMP Bibliothek SNMP_GET_PLCDATA_READAREA Diese Funktion liefert den Wert aus dem OID-Speicher als DWORD der vom SNMP-Manager geschrieben wurden. (wioplcdatareadarea) zu SNMP_SET_PLCDATA_WRITEAREA Diese Funktion setzt den Wert in den OID-Speicher als DWORD und kann vom SNMP-Manager abgefragt werden. (wioplcdatawritearea) zu Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

24 SNMP TRAP: Vordefinierte TRAPS TRAP Nummern (Firmware) ( x) TRAP Ereignis MIB OID Kbus Error PLC Start PLC Stop. PLC Reset. PLC software watchdog. PLC divided by zero. PLC online change. PLC download. PLC login. PLC logout Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

25 SNMP TRAP: SNMP Bibliothek SNMP_SEND_ENT_TRAP SNMP_SEND_TRAP_SIMPLE SNMP_SET_USERTRAP_MSG. SNMP_SEND_TRAP_ADVANCED Diese Funktionsbausteine ermöglichen das senden von TRAPS aus dem Steuerungsprogramm. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

26 SNMP TRAP: TRAP Details Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

27 SNMP Software / MIB Client Trenddarstellung aus den MIB Daten Netzwerkdurchsatz, Zugriffsverletzungen, Topologieerkennung und Diagnose über MIB Einträge in den Switches. Open source: NMS: Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

28 SNMP V3 SNMP V3 fügt SNMP Authentifizierung und Datenverschlüsselung zu. NMT software (Hirschmann SNMP Browser) Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

29 Durch das kontinuierliche Monitoring der IT-Systeme und die daraus resultierende verkürzte Fehlersuche bzw. sogar Fehlervermeidung, führt Monitoring zu einer signifikanten Erhöhung der Verfügbarkeit und der Qualität von Geschäftsprozessen. Die Fehlersuche kann somit bis zu 80% verringert werden. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

30 Mit der Nutzung der IT Techniken ist man beim Einsatz neuer Technologien im Automatisierungsbereich gut gerüstet. z.b. sind PoE, Gbit-Ethernet oder bedarfsgerechte Rechenleistung Stand der Technik im IT Bereich und über SNMP zu Konfigurieren und Monitoren. Hier sind keine neuen Entwicklungen notwendig. Über OPC-Server lassen sich SNMP Informationen auch in klassischen Prozessvisualisierungen verarbeiten. Alarmierung und Ferndiagnose sind auch kein Fremdwort. und SMS lassen sich gut mit den beschriebenen Techniken kombinieren. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

31 Überwachung Schalt- und Serverschränke Integration nicht netzwerkfähiger Komponenten (Netzteile, Klimaanlagen, Temperaturfühler,...) Einheitliche Integration in das IT-Umfeld Zentrale Diagnose Monitoring interner Zustände und Umgebungsbedingungen Lastabhängiges Schalten Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

32 Swisscom Broadcast AG Die Swisscom AG ist das führende Telekommunikations-Unternehmen der Schweiz. Zum Geschäftsfeld Broadcasting gehört die Swisscom Broadcast AG, welche die Rundfunkversorgung in der Schweiz sicher stellt. Mehr als 500 Webseiten ATM Backbone 861 TV Sender 883 Radio Sender Wireless Links Analog TV Digital TV DVB-T Analog Radio (MW/FM) Digital Radio DAB Infrastructur 420 Sendestationen Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

33 Swisscom Broadcast AG Projektanforderungen Überwachung der technischen Anlagen und Infrastrukturkomponenten wie z.b. Switches, Router und der - Steuerung mit einem Netzwerkprotokoll und einem Netzwerkmanagement - System. Bis 8000 aktive Geräte in einem Netzwerkmanagementsystem. Kosten kleiner 1000 CHF.- pro Sendestation. Höchstmögliche Verfügbarkeit der Anlagen, ansonsten werden Rückzahlungen an die Kunden fällig. Ablösung der alten Anlage und Umbau im laufenden Betrieb. Die Einrichtung soll einfach und schnell sein. Die Verkabelung existiert in der Mehrheit der Stationen. Anbindung an das SBC-Data Technical inventory System von Swisscom Bradcast AG. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

34 Swisscom Broadcast AG Network Management Center Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

35 Swisscom Broadcast AG Projektübersicht Anzahl überwachter Sendestationen gegenwärtig 150 Stationen Anzahl geplanter überwachter Sendestationen > 350 Stationen (bis Ende 2009) Überwachte Ausrüstung Gleichrichter, Wetterstation, Sabotage, Temperatur, Lüftung, Türkontakte, Lifte Feueralarm, Netzgeräte und die ganze Ausrüstung die nicht SNMP fähig ist. Quelle: swissdotnet Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

36 Azeti STANDARDISIERTES MONITORING MIT AGENTENTECHNOLOGIE INFRASTRUKTUR + APPLIKATIONEN INTERGRATION VON INDUSTRIELLEN ANWENDUNGEN IN ZENTRAL MONITORING Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

37 Azeti Überwachen, alarmieren und Eventhandling Zusammenspiel der azeti-monitoring Lösung und der Feldbus-Technologie, eine interdisziplinäre Lösung zwischen Elektro- () und Informationstechnik (azeti). SONARPLEX Industry erlaubt die Einbindung von diversen Sensortechniken in das zentrale Monitoring System für nahezu unbegrenzte Anzahlen und Einsatzmöglichkeiten industrieller. Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

38 Dipl. Ing. Jürgen Gorka Produktmanager Kontakttechnik GmbH & Co.KG Hansastr Minden Deutschland Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA, Jürgen Gorka Mai 2009 Embedded Computing Conference

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