Die Kommunikation zwischen IT und Produktionsumgebung ist heute von grundlegender Bedeutung für einen reibungslosen Produktionsablauf. Alle Daten laufen im Schaltschrank zusammen und werden von hier aus verteilt und weitergeleitet. Im Schaltschrank finden sich IT-Komponenten wie Switche oder Router ebenso wie Elemente aus der Fertigung wie etwa PLCs. Dazu kommt Gehäusetechnik in Form von Temperatursensoren oder Ventilatoren. Natürlich werden all diese Komponenten normalerweise bereits in irgendeiner Form überwacht. Produktionsanlagen und ihre Steuerungen werden mit SCADA-Systemen gesteuert und kontrolliert, für die IT gibt es etablierte Monitoring-Tools und Schaltschrankhersteller liefern eigene Applikationen für das Monitoring von Temperatur oder Feuchtigkeit im Schaltschrank mit. Drei unterschiedliche Systeme zur Überwachung des Schaltschranks bedeuten aber, dass im Falle einer Störung unterschiedliche Teams benachrichtigt werden. Das kann vor allem bei bereichsübergreifenden Prozessen die Suche nach der Fehlerursache unnötig verkomplizieren.
Einfache Probleme können komplexe Prozesse lahmlegen
Konstruieren wir zur Verdeutlichung ein simples Beispiel: Ein Ventilator im Schaltschrank fällt aus, es wird zu warm und ein Switch stürzt aufgrund der hohen Temperatur ab. Dadurch kommt ein Steuerbefehl nicht an der Maschine an und es kommt zu Produktionsausfällen. Der Ausfall des Ventilators wurde zwar in der Schaltschrank-Monitoring-App gemeldet, aber vom zuständigen Techniker als nicht so wichtig erachtet und nicht an das IT-Team weitergegeben. Das IT-Team hat zwar registriert, dass der Switch ein Problem hat, das nach einem Reboot aber erst einmal als gelöst betrachtet. Als die Maschine keinen Steuerbefehl bekam, war der Switch schon wieder online – die Ursache also nicht ersichtlich. Arbeiten die Verantwortlichen der einzelnen Abteilungen nicht eng zusammen, kann eine Ursachenermittlung kompliziert werden. Aber auch wenn alle Abteilungen einen regen Austausch pflegen, müssen die einzelnen Kausalketten erst einmal mühsam kombiniert werden um die eigentliche Ursache zu finden und zu beseitigen und so künftigen Ausfällen vorzubeugen.
Bereichsübergreifendes Monitoring als Lösung
Um komplexe Prozesse komplett im Blick zu haben und so Störungen sofort zu entdecken, die Ursache umgehend zu identifizieren und zu beheben und damit Ausfällen vorzubeugen, braucht es ein übergreifendes System, dass sowohl OT- als auch IT-Komponenten überwachen kann und darüber hinaus die schaltschrankeigenen Monitoring-Apps integrieren kann. Nachdem letztere in der Regel auf das Monitoring der Schaltschrankkomponenten reduziert sind und darüber hinaus keine Überwachungsfunktionen anbieten, bleiben nur SCADA-Systeme, die IT-Überwachungsdaten integrieren können oder IT-Monitoring-Tools, die OT-Daten auslesen oder aus dem SCADA-System importieren können. SCADA-Systeme arbeiten wie die von ihnen gesteuerten und überwachten Anlagen mit Methoden und Protokollen wie Bus-Systemen, OPC UA oder MQTT. Um IT-Systeme einzubeziehen, benötigen sie IT-Monitoring-Tools, die Monitoring-Daten in die entsprechenden Protokolle übersetzen können um Störungen bei IT-Komponenten an das SCADA-System übergeben zu können. Der IT-Monitoring-Hersteller Paessler hat dazu für seine Monitoring-Lösung PRTG einen eigenen OPC UA Server entwickelt, der Informationen aus der IT-Welt mittels OPC UA an SCADA-Systeme übergeben kann. Alternativ ist auch der Einsatz einer IT-Monitoring-Lösung als zentrale Lösung eine Option. Dafür muss diese allerdings eine Reihe von Voraussetzungen erfüllen, die nicht unbedingt selbstverständlich sind:
- Unterstützung von OT-Methoden
- Keine IT-Monitoring-Lösung unterstützt alle OT-Methoden und Protokolle, dazu ist der Markt viel zu umfangreich und heterogen. Normalerweise reicht die Unterstützung von MQTT, Modbus und OPC UA aber aus, um Edge-Geräte, Kommunikationsserver oder SCADA-Systeme abzufragen und relevante Informationen zu Verfügbarkeit und Performance der Produktionsumgebung abzufragen.
- Integrationsmöglichkeit für Schaltschranksysteme
- Via API, MQTT oder Modbus sollten die meisten Schaltschrank-Monitoring-Systeme sich in IT-Monitoring-Tools integrieren lassen. Normalerweise kann man sicher sein, dass das funktioniert, wenn der Hersteller der Monitoring-Lösung Partnerschaften mit den wichtigsten Schaltschrankherstellern unterhält und so sicherstellt, dass IT-Monitoring-Tool und Schaltschrank-App miteinander reden.
- Abbilden von Prozessen
- Viele IT-Monitoring-Lösungen, vor allem im höherpreisigen Bereich, können IT-Umgebungen scannen und anhand der Verbindungen zwischen Geräten automatisiert Prozesse definieren und abzubilden. Das funktioniert allerdings nicht, wenn Prozesse bereichsübergreifend Komponenten aus IT, OT und Schaltschrank einbeziehen. Um hier Beziehungen und Relationen darzustellen muss die Lösung das manuelle Definieren von Prozessen erlauben.
Neben solch „exotischen“ Anforderungen an das IT-Monitoring-Tool gibt es eine ganze Reihe von Funktionen, die zwar verbreitet, aber deshalb noch lange nicht für alle selbstverständlich sind:
- Visuelle Darstellung von bereichsübergreifenden Prozessen
- Dashboards, die das manuelle Platzieren von überwachten Komponenten auf einem frei definierbaren Hintergrund (beispielsweise dem Grundriss einer Produktionshalle) erlauben, helfen enorm bei der schnellen Lokalisierung und Behebung von Störungen.
- Alarm-Management
- Nur wenn sich Alarmierungen über unterschiedliche Kanäle gezielt an klar definierte Empfänger zustellen lassen und dazu ein granular einstellbares Eskalations-Management verfügbar ist, kann die Zustellung der richtigen Information an den entsprechenden Empfänger gewährleistet werden. Gerade im Produktionsumfeld sollte auch die Unterstützung von Signallampen und Mobilgeräten gewährleistet sein.
- Monitoring von getrennten Netzwerken
- Es gibt unterschiedliche Konzepte, um räumlich oder logisch getrennte Netzwerke (beipielsweise eine IT- und eine Produktionsumgebung) zentral zu überwachen. Bei manchen Monitoring-Lösungen ist das im Preis enthalten, bei anderen können dadurch erhebliche Zusatzkosten entstehen.
Schaltschrankmonitoring in der Praxis
Gemeinsam mit Partnern wie Rittal, Wago, Insys oder IBA hat die Firma Paessler einen exemplarischen Schaltschrank eingerichtet und mit Paessler PRTG das Monitoring aufgesetzt. Eine seit August 2023 erscheinende Blogreihe beschreibt Beispiele und liefert Anleitungen, wie etwa eine SPS, ein Switch oder die Stromversorgung am besten überwacht werden.