Hydrologisches Messnetz des Bundesamtes für Umwelt BAFU mit hochverfügbarer und sicherer Datenkommunikation
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- Axel Hofmann
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1 Hydrologisches Messnetz des Bundesamtes für Umwelt BAFU mit hochverfügbarer und sicherer Datenkommunikation
2 Hochverfügbare und sichere Datenkommunikation im Zusammenhang mit Umweltdaten Hochverfügbare und sichere Datenkommunikation ist ein wichtiges Teilstück! Aber die ganze Kette muss hochverfügbar sein. Sensorik / Aktorik Datenerfassung / Steuerung Datenkommunikation Systeme Stromversorgung Stromversorgung Sensorik / Aktorik Datenerfassung / Steuerung Datenkommunikation RAMS Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit, Sicherheit (Reliability, Availability, Maintainability, Safety) Komponenten (MTBF) Infrastruktur / Installation Redundanz Systeme / Applikationen METAS
3 Der Messprozess METAS
4 Ausgangslage Erfassung von Umweltdaten / Wasserdaten Quantitätswerte Qualitätswerte Erfassung von Servicedaten Zustände Kalibrierwerte Standzeiten Steuerung / Regelung Probeentnahmesysteme Heizung Sensorik Heizung Gebäude Pneumatische Spülung Seeregulierung mit Schützen Alarmierung / Benachrichtigung Die bestehenden Systeme entsprechen nicht mehr den heutigen technischen Standards Fernwartung bei bestehenden Systemen beschränkt Höhere Datenverfügbarkeit ist gefordert Echtzeitdaten für Prognosen Alarmierung und Seeregulierung Modularität und Erweiterbarkeit ist gefordert Neue Sensorik und Aktorik mit Feldbusprotokollen Neue Funktionen (Sensor- Gebäudeheizungsregelung, Fern- Spühlung Pneumatik ) METAS
5 Modularität / Standardisierung Motivation METAS
6 Oberflächengewässer / Abfluss - Pegel Kalibrierungen / Vergleichsmessungen Felddateneingabe Pegel / Abfluss Fliessgeschwindigkeit Wassertemperaturen Servicedaten METAS
7 Oberflächengewässer METAS
8 Oberflächengewässer Qualität Kalibrierungen / Vergleichsmessungen Felddateneingabe Trübung ph Sauerstoff Leitfähigkeit Wassertemperaturen Steuerung Pumpe Steuerung Probeentnahmen (Flaschen) Servicedaten METAS
9 Oberflächengewässer Qualität METAS
10 Oberflächengewässer Qualität Erfassung von Schwebstoffdaten aus dem Labor METAS
11 Grundwasser Wasserproben Kalibrierungen / Vergleichsmessungen Felddateneingabe Pegel Trübung ph Sauerstoff Leitfähigkeit Wassertemperaturen Servicedaten METAS
12 Grundwasser METAS
13 MOtor gesteuerte SEilkrananlage mit Sicherheitssystem MOSES Pegel/Abfluss Bestimmung METAS
14 MOtor gesteuerte SEilkrananlage mit Sicherheitssystem MOSES METAS
15 Exkurs Kt. AG Regulierung Hallwilersee Regulierung Hallwilersee Erfassung Zufluss- und Abflussdaten Modi Regelung Jahresganglinie Pegelstand Regelung Abfluss Fixe Wehrschütz Positionen Manuelle Steuerung Alarmierung Fernwartung METAS
16 Exkurs Kt. AG Regulierung Hallwilersee METAS
17 OVA / SCADA Fernwartung METAS
18 Historian / SCADA METAS
19 Benachrichtigungs- und Informationsportal METAS
20 Felddateneingabe METAS
21 Stammdaten / Metadaten METAS
22 OpenSSL OpenSSL IPsec IPsec Datenkommunikation Fernwartung Applikations Server Test Dokumentations AD / LDAP Applikations Server Server Server Bundesnetz HA Aussen station FTP Redundanz Übertragungsprotokoll FTP FTP Server SCP
23 Datenkommunikation Redundanz Übertragungs-Medium / Kommunikationsgerät HA Internet Zugang Messstation DSL 3G / 4G
24 Datenkommunikation Redundanz Redundanz Datenkommunikation
25 Power Supply Redundanz Redundanz Power Supply Redundanz Datenerfassung PLC1 PLC2 Redundanz Sensorik
26 Datenkommunikation OVA OPC UA OPC UA ASCII Binär XML OPC OPC UA OPC UA OPC METAS
27 Datenkommunikation OPC UA 2 km METAS
28 FDT / DTM METAS
29 Einheitliches Schema / Verschiedene Schaltschranktypen
30 Einheitliches Schema / Verschiedene Schaltschranktypen
31 Architektur PLC Software (ANSI C) METAS
32 Fazit Industrie 4.0 Ist nicht nur für die Industrie METAS
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