Anforderungen an die Automatisierungstechnik. Vernetzte Infrastrukturen in der intelligenten Stadt

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1 Anforderungen an die Automatisierungstechnik Vernetzte Infrastrukturen in der intelligenten Stadt Thomas Nehring

2 wer sind wir 51/49 Joint Venture der Firmen ORmatiC und ECAVA mit Sitz in Berlin Distributor des 100% web based SCADA System phicontrol Distributor von Produkten rund um SCADA Lösungen die Muttergesellschaft ORmatiC wickelt mit ihren 10 Projekt-Ing.-s gesamte Automatisierungsprojekte ab Nutzung von GISA Connect bei Cloud-Lösung Erfahrung mit verschiedenen Steuerungssystemen wie Wago und Siemens 2

3 die welt wird komplexer Was für Herausforderungen an die Automatisierung steckt in den Begriffen Smart City, Internet der Dinge oder Industrie 4.0? Wie kann man heutige Technologien der Automatisierung jetzt in die Zukunft transferieren? Begriffe wie Internet der Dinge (IoT) Industrie 4.0 Cloud Big Data Smart City Smart Grid sind in aller Munde, aber was bedeuten diese? Wo stehen wir bezüglich /DDC-Technik SCADA/HMI/Leitsystem Netzwerke/Ethernet IT-Sicherheit ISO2700x Internet heute und was sind die Herausforderungen für die Zukunft? 3

4 wo stehen wir IT Landschaft (Cloud) ist komplett entwickelt und beliebig skalierbar viele Dienstleister arbeiten an Cloud-Services es werden gerade zwei Message-Protokolle etabliert MQTT und physikalische Netzwerke existieren und auch diese sind beliebig skalierbar die realen Prozesse werden von klassischen -en gesteuert und geregelt, die über bewährte Busse wie Modbus TCP, ProfiNet usw. verfügen die Mensch-Maschine-Schnittstelle reicht von Proprietären Panels, über Leitsysteme mit HTML-Konvertern (um eine Web-Browser Darstellung zu realisieren) bis hin zu ersten HTML5 basierten SCADA Systemen Mobile Geräte sind in jeder Leistungsklasse verfügbar um beliebige Inhalte anzuzeigen erste Standards zur Sicherung der Netzwerke werden definiert, eines ist Open (Grundschutzkatalog BSI) 4

5 zu lösende aufgaben Wie kann man die verschiedenen existierenden -Landschaften in ein global vernetztes System integrieren? Wie kommen Messwerte kostengünstig und sicher in die Cloud? Wie kann man die Informationen für verschiedene Mensch-Maschine Plattformen aufbereiten und darstellen? Wie kommen die Ergebnisse von Big Data Analysen zeitnah wieder an den Prozess? Wie kann man die Datenübertragung sicher machen gegen Hacker- Angriffe? Wie kann man eine sichere Wartung der Automatisierungstechnik realisieren? Wer definiert welche Standards und welche Standards setzen sich am Ende durch? 5

6 wege in die cloud DB Cloud-Service1 Datenaustausch Cloud-Service2 Message Protokoll Cloud-ServiceN OPC-Tunnel-Server (bidirektionale Kommunikation) -Client (Sicherheit nach ISO2700x) -Server (Management der Connections) Cloud Internet Sensor Router/ Konverter BUS- Treiber OPC-Client OPC-Server SCADA System PC-basiertes System Sensor Intelligente Systeme Router/ Konverter BUS- Treiber OPC-Client OPC-Server SCADA System PC-basiertes System Idealfall: Das Endgerät (der Sensor, die ) unterstützen eines der Cloud Message-Protokolle [aktuell sehr unwahrscheinlich] Es gibt dezentrale Datensammler, die ein Cloud Message-Protokolle unterstützen [daran wird gearbeitet] Für PC-basierte Systeme: Nutzung von Konvertern oder des OPC Standards Zur Erhöhung der Sicherheit nach ISO2700x zusätzlicher Einsatz von open Sensor Intelligente Systeme OPC-Tunnel OPC-Server SCADA System PC-basiertes System 6

7 technologien zur informationsverteilung Sichere Datenkommunikation von beliebigen Geräten über https oder FTPs mit den Services der Cloud DB Cloud-Service1 Datenaustausch Cloud-Service2 Cloud-ServiceN Message Protokoll OPC-Tunnel-Server (bidirektionale Kommunikation) -Client (Sicherheit nach ISO2700x) Router/ Konverter BUS- Treiber Internet -Server (Management der Connections) Cloud OPC-Tunnel OPC-Client OPC-Server SCADA System PC-basiertes System OPC-Server SCADA System PC-basiertes System Wartungs-PC Sensor Intelligente Systeme native Webtechnologie nutzbar ohne Plug-Ins, ActiveX, Java oder Silverlight unterstützt HTML5, CSS3, SVG (W3C) lauffähig unter jedem Browser (Darstellung und Inhalt passen sich automatisch auf die Darstellungsmedien an) Multimandantenfähigkeit sichere Datenverbindung mit https für die Informationsverteilung sichere Vernetzung mittels open zur Wartung (zugelassen nach ISO2700x) 7

8 beispiel: exklusiver wohnkomplex es sind keine Automatisierungskomponenten mit Cloud Message-Protokoll verfügbar Kopplung von unterschiedlichsten Herstellern folgende Aufgaben sind zu realisieren: Klimaregelung von Eigentumseinheiten Klimaregelung des Gesamtkomplexes Lichtsteuerung in Wohneinheiten Lichtsteuerung des Gesamtkomplexes Energiemanagement des Gesamtkomplexes Alarmierung bei Problemen (Fahrstuhl, Defekte, Einbruch ) Abrechnungswesen für Verbräuche Angebote dritter an Eigentümer (z.b. Reinigungsservice, Lieferservices, Wohnungssharing ) Selbstlernende Algorithmen (Energieoptimierung) Bedienung über jedes Web-fähige Gerät überall Sicherheit nach IEC2700x 8

9 beispiel: automatisierungskonzept Cloud DB Cloud-Service1 Message Protokoll Datenaustausch Cloud-ServiceN Sichere Datenkommunikation von beliebigen Geräten über https oder FTPs mit den Services der Cloud Web based SCADA phicontrol BACnet -Server (Management der Connections) -Client (Sicherheit nach ISO2700x) Router BACnet KNX/EIB Wohneinheit Router Internet W-Lan Panel Türöffner Internet W-Lan Panel Türöffner Klima Lüftung Beleuchtung Rolläden Zähler Rauchmelder Wartungs-PC Internet Sicherer Open Tunnel zur: - BACnet Kommunikation - Wartung der Systeme Router BACnet KNX/EIB Wohneinheit BACnet Klima Lüftung Beleuchtung Rolläden Kältemaschine Zähler BHKW/Kessel Rauchmelder Solar Modbus Profibus Technik-Raum BACnet KNX/EIB Rauchmelder Beleuchtung 9

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