Integration von technischer Anlage und betriebswirtschaftlicher Software Von der Schaltwarte zur Informationsdrehscheibe

Wie bei jeder "Infrastruktur-Technologie" stehen die Hersteller von Hard- und Software für die Prozess-Leittechnik vor der Aufgabe, die vorhandenen Installationen zu integrieren und einen "Migrationspfad" zu den neuen Systemen zu finden. Lösungen für neue Aufgabenstellungen müssen so flexibel sein, dass neue und alte Systeme nebeneinander wirken und miteinander kommunizieren können.

Integration von technischer Anlage und betriebswirtschaftlicher Software

Wie bei jeder "Infrastruktur-Technologie" stehen die Hersteller von Hard- und Software für die Prozess-Leittechnik vor der Aufgabe, die vorhandenen Installationen zu integrieren und einen "Migrationspfad" zu den neuen Systemen zu finden. Lösungen für neue Aufgabenstellungen müssen so flexibel sein, dass neue und alte Systeme nebeneinander wirken und miteinander kommunizieren können.

Wegen der im Vergleich mit den Entwicklungszyklen der Informationstechnologie langlebigen Industrieanlagen wandelt sich die Rolle der Prozess-Leittechnik von der zentralisierten Kontrollstation zur Integrationsschnittstelle, die alle prozessrelevanten Informationen aufbereitet, rangiert und die Werkzeuge zur Führung und Aufrechterhaltung des Prozesses bereitstellt. Eine bloße Skalierbarkeit der Systeme reicht dabei nicht aus, sie müssen flexibel genug sein, um auch neue Aufgabenstellungen bewältigen zu können. Die moderne Prozess-Leittechnik folgt daher den Trends in anderen Bereichen der Informationstechnik: Bedienungsfreundlichkeit, Hersteller- und Plattformunabhängigkeit, Integration von technischen und betriebswirtschaftlichen Anwendungen sowie Einsatz in heterogenen Strukturen.

In Folge der eher "naturwüchsigen" Entwicklung der Anlagen für die Fertigungs- und Prozessautomatisierung in einem Industriebetrieb fordern die Anwender hersteller- und plattformunabhängige Systeme. Hier ist immer wieder eine Entwicklung zu beobachten, die sich auch in den letzten Jahren bei der Einführung der PC-Technik, bei den Feldbussen oder aktuell beim Echtzeit-Ethernet wiederholt: Wegen des umfassenden Einsatzes in anderen Bereichen (Consumer, Unternehmensnetzwerk) wird die Technik immer günstiger und leistungsfähiger. Das bietet kleinen Unternehmen die Chance, sich mit eigenständigen Entwicklungen am Markt zu profilieren, insbesondere bei neuen Anlagen mit hohen Anforderungen an die Systemleistung. Danach setzt eine Phase ein, in der jeder Hersteller versucht, sich mit eigenen Entwicklungen Alleinstellungsmerkmale zu verschaffen.

Eine andere Ursache des technischen Wandels besteht in neuen regulatorischen Vorschriften, die dann von den Anlagenherstellern umgesetzt werden müssen. Ein Beispiel hierfür sind die Richtlinien der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) [1]. Diese legen in der Anweisung CFR 21 (Code for Federal Regulation 21) im Teil 11 die Regeln fest, die ein Unternehmen einzuhalten hat, wenn es sich dafür entscheidet, die zu dokumentierenden Daten elektronisch zu erfassen und elektronische Signaturen zu verwenden. Die ins Einzelne gehenden Vorschriften haben den Zweck, der Behörde eine schnelle Überprüfung zu ermöglichen und sicherzustellen, dass die erhobenen Daten nicht verfälscht werden können. Die Vorschriften besitzen daher einen normativen Charakter, der über eine bloße gesetzgeberische Vorschrift hinausreicht.

FDA-konform, vom elektronischen Blattschreiber zum "Historian"

Die Firma Eurotherm [2] hat mit der Entwicklung einer neuen Gerätegeneration auf die Anforderungen reagiert und bietet mit der Serie 5000 DAQ Datenerfassungs- und Managementsysteme als Ersatz für den klassischen Papierschreiber (Bild 1). Die Geräte bieten eine binär verschlüsselte, fälschungssichere Datenaufzeichnung und mit einem integrierten "Audit Trail" eine Einrichtung, mit der alle Logins, Alarme, Ereignisse und Konfigurationsänderungen aufgezeichnet werden. Die Geräte werden über Ethernet an das System angebunden, für die automatische Datensicherung wird das File Transfer Protocol (FTP) eingesetzt. Eine zeitliche Synchronisierung ist mit Hilfe des SNTP (Simple Network Time Protocol) möglich.

Systeme mit elektronischem Berichtswesen und elektronischer Signatur müssen für den praktischen Einsatz zusätzlich ausgefeilte Sicherheitsmechanismen mitbringen. Das unter Windows NT und Windows 2000 laufende Leit- und Visualisierungssystem iFIX der Münchner Intellution GmbH [3] bietet hier zusätzliche Funktionen, z.B. zum automatischen Abgleich der Festlegung der Windows-Benutzer und deren Zuordnung zu Sicherheitsgruppen. In der Version 3.0 setzt es für die Absicherung der einzelnen Benutzereingriffe eine elektronische Signatur ein und stellt auch den von der FDA in der CFR 11 geforderten "Audit Trail" zur Verfügung. Intellution sieht in den mit iFIX bereitgestellten Sicherheitsmechanismen zudem eine wesentliche Voraussetzung für die Realisierung so genannter "Plant Intelligence"-Anwendungen. Darunter versteht das Unternehmen die Möglichkeit, die im Prozess anfallenden Daten zu sammeln und für ein ERP-System (Enterprise Resource Planning) aufzubereiten. Das hierfür vorgesehene Programm "iHistorian" macht diese Datensammlung mit einer Zeitauflösung von 1 ms möglich; für die Sicherstellung der korrekten Reihenfolge synchronisiert das Programm in einer verteilten Netzwerkarchitektur zudem die Systemzeit der einzelnen Rechner.