Unterstützung für Prozessleitsysteme

Eine der wichtigen Herausforderungen für eine erfolgreiche Marktpräsenz in der Prozessindustrie ist die Beherrschung der Produktionsprozesse und der durchgängigen Automatisierung.

Verfahrenstechnische Anlagen werden in der Regel von Prozessleitsystemen gesteuert. Diese stellen sich den Anforderungen einer durchgängigen und effizienten Automatisierung. Das Prozessleitsystem PCS 7 von Siemens ist ideal konzipiert, um die komplexen Herausforderungen in den unterschiedlichsten Industriezweigen zu erfüllen und bildet den gesamten Produktionslebenszyklus ab.

Das PCS 7 System ist so aufgebaut, dass alle verfahrenstechnischen Vorgänge in einem Prozess bedient, beobachtet und zentral gesteuert werden. Die Applikationen, die mit einer PCS 7 Anlage mitgeliefert werden, enthalten technische Einrichtungen zum Steuern einer Anlage. Dazu kommen Module, wie Zähler, Regler, Motoren, Ventile und Systeme zur Überwachung von analogen und digitalen Werten.

Die Aufgabe besteht darin, eine PCS 7 Anlage rund um die Uhr am Laufen zu halten, denn steht das Leitsystem, steht die Produktion und es kommt sofort zu Produktionsverlusten. Wie kann ein Datenmanagementsystem den reibungslosen Betrieb einer PCS 7 Anlage unterstützen?

Die Herausforderung der Nachvollziehbarkeit von Änderungen

In vielen automatisierten Anlagen gehören Änderungen in PCS 7 Projekten zum Alltag und einzelne Prozesse werden häufig im Schichtwechsel von mehreren Mitarbeitern optimiert. Die Dokumentation ist die wichtige Maßnahme, um den Kollegen mitzuteilen, warum man eine Änderung vorgenommen hat. Hinzu kommt, dass PCS 7 Anlagen in der Regel dort im Einsatz sind, wo Dokumentationen für Audits und Zertifizierungen zum Tagesgeschäft gehören.

Die Nachvollziehbarkeit von Änderungen zwischen zwei Softwareprojekten ist nicht nur beim Schichtwechsel, sondern auch bei der Fehlersuche oder beim Optimieren einer PCS 7 Anlage eine unschätzbare Hilfe. Jede Änderung an der Anlage führt zu einem Arbeits- und Zeitaufwand und wenn man die Änderung in einem Projekt speichert, geht der alte Stand verloren, es sei denn man hat im Vorfeld eine Sicherungskopie erstellt.

Jede Sicherung markiert eine Version, mit der ein PCS 7 Leitsystem gesteuert wird und jede Version eines Softwarestands benötigt die dazugehörigen Informationen, WER an einer Anlage WAS WANN und AUS WELCHEM GRUND geändert hat:

-   Wer hat die Version erzeugt, bzw. ist verantwortlich für die Version?

-    Wer hat die Version freigegeben?

-    Was wurde in der Version geändert, also in welchem Baustein oder Modul der PCS 7 Anlage wurden Änderungen vorgenommen?

-    Wann wurde die Version erzeugt und ist dies die aktuelle Version oder gibt es irgendwo einen neueren Stand?

-    Aus welchem Grund wurden Änderungen innerhalb der Version vorgenommen, geht es um einen Wartungsturnus, will man einen Fehler ausbessern oder dient die Änderung einer Produktionsoptimierung?

-    Ist die Version, die man gerade betrachte auch die gleiche Version, die jetzt im Augenblick auch
in der Anlage läuft?

Erschwerend kommt hinzu, dass PCS 7 Projekte von der Datenmenge her sehr große Projekte sind und dadurch können Vorgänge zum Laden und Speichern länger dauern. Wer hier keine nachhaltige Strategie entwickelt, der wird beim Betreiben einer PCS 7 Anlage in Gefahr laufen, dass sich die Suche nach dem richtigen Softwarestand aufwendig gestaltet und die Anlage ineffizient gesteuert wird.

 

Die Datensicherung als Backup Lösung für das Disaster Recovery

 

Allgemein bezeichnet die Datensicherung oder ein Backup eine Sicherungskopie von Daten und Informationen, die für den Fall von Datenverlust als Grundlage zur Wiederherstellung der zuletzt gültigen Originaldaten dient. Übertragen auf das PCS 7 System ist das Backup folglich ein Datenpaket, um einen Fertigungsprozess möglichst verlustfrei wieder in Betrieb zu nehmen, nachdem beispielsweise eine prozessbeteiligte Hardware, wie eine Steuerung oder Festplatte ausgewechselt werden musste.

 

Eine Datensicherung muss jederzeit verfügbar sein, weil Ausfälle einer Anlage meist nicht vorhersehbar sind. Eine Aktualisierung der Datensicherungsversion ist immer dann erforderlich, wenn Änderungen (Anpassungen oder Optimierungen) vorgenommen wurden, d.h. nach jeder Änderung ist die bisherige Version der Datensicherung veraltet und es muss eine neue erstellt werden.

 

Eine durchgängige Datensicherungsstrategie einer PCS 7 Anlage führt zu einer riesigen Datenmenge und Datenvielfalt. Jetzt ist es zwingend erforderlich, eine Strategie für eine systematische Dokumentation und Ablage zu entwickeln, da von diesen Anforderungen der Erfolg für ein zielstrebiges Disaster Recovery abhängt.

 

Die Herausforderung an die Datensicherheit

 

Ein PCS 7 System ist produktionsrelevant und läuft in der Regel im 24-Stunden Betrieb. Wie bei allen kontinuierlichen Produktionsprozessen ist die Vermeidung von Produktionsausschüssen ein zentrales Thema und deshalb haben Ausfälle eine direkte Auswirkung auf den Produktionserfolg.

 

Ausfälle auf Grund von Fehlern sind also unbedingt zu vermeiden. Hinzu kommen noch Ausfälle, die auf Grund von Cyber-Angriffen (z. Bsp. Stuxnet 2010) eine immer größer werdende Herausforderung darstellen. Aus diesen Gründen ist eine PCS 7 Anlage in der Regel der Teil einer Produktion, der nicht in den öffentlichen Netzwerken zu finden ist, sondern in einem eigenen Produktionsnetz vernetzt wird.

 

Um eine PCS 7 Anlage zu betreiben muss ein hoher Sicherheitsaufwand betrieben werden. Der Datenaustausch zwischen den öffentlichen Netzwerken und einer PCS 7 Anlage erfordert ein systematisches und abgesichertes Vorgehen, denn mit jeder Datenübertragung besteht ein Risiko der Datenmanipulation.

 

Es hilft, alle Datensicherungen und Versionsstände im gleichen Netzwerk abzulegen, in dem die PCS 7 Anlage verwaltet wird. Allerdings erschwert diese Vorgehensweise eine externe Analyse des Systems, denn man benötigt einen Zugang zum internen Netzwerk, um Daten auszuwerten.

Wenn Prozessleitsysteme in den öffentlichen Netzwerken betrieben werden, sind sie angreifbar, wie die neuesten Nachrichten zur Cybersicherheit von Wasserwerken in Deutschland beweisen.[1]

 

Wie kann man ein Prozessleitsystem unter den oben genannten Aspekten unterstützen?

Der Siemens Solution Partner AUVESY (Automated Versioning Systems) hat für seine Software versiondog ein bedeutendes PCS 7 Add-On entwickelt, welches in jede PCS 7 Architektur nahtlos integrierbar ist und die Anforderungen an das Datenmanagement optimal erfüllt.

 

Mit der Software versiondog sichert, versioniert und dokumentiert man nicht nur PCS 7 Projekte, sondern auch die Softwarestände von allen anderen Automatisierungsgeräten in der Produktion. Sie ist in der Regel auf einer virtuellen Maschine im lokalen Netzwerk eines Unternehmens installiert und steht dort je nach Rechteverwaltung dem Benutzer zur Verfügung.

 

Das PCS 7 Add-On der Software versiondog wird mit allen Funktionalitäten im Produktionsnetz einer PCS 7 Anlage installiert, um die folgenden Anforderungen zu erfüllen:

-          Die Durchführung aller Datensicherungen und Verwaltung der Softwarestände im gesamten Lebenszyklus einer PCS 7 Anlage.

-          Durch automatisches Sichern der AS (SF) und Vergleich zur freigegebenen, abgelegten Version ist sichergestellt, dass nur mit der validierten Version produziert wird. Dies wird zyklisch überprüft. Dadurch können auch evtl. Cyber-Angriffe erkannt werden.

-          Die Abbildung der gesamten Projektierung eines PCS 7 Systems von der Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb der Anlage inklusive der Änderungshistorie

-          Die Bausteine SFC und CFC eines PCS 7 Projekts werden ohne zusätzliche Treiber wahlweise als Text oder grafisch mit der eigenen Technologie „SmartCompare“ verglichen. Alle Unterschiede werden farblich hervorgehoben und sind selektierbar, so dass man diese nicht mehr suchen muss.

-          Die vollständige Dokumentation der Änderungen innerhalb eines PCS 7 Projekts wird zur Erreichung von Audits, Validierungen und Zertifizierungen genutzt.

-          Die Versionskontrolle der Softwarestände, die man zur späteren Wiederherstellung im Fehlerfalle sofort heranziehen kann. (Disaster Recovery)

Die Software versiondog ist der Schlüssel für die optimale Unterstützung für das Datenmanagement von Prozessleitsystemen. Das hat auch der Hersteller Siemens erkannt und deshalb ist versiondog ein offizielles PCS 7 Add-On, zu finden in der Siemens Industrial Mall unter www.mall.industry.siemens.com

 

Finden Sie heraus, welche Vorteile versiondog für die gesamte automatisierte Produktion hat unter www.versiondog.de.

 



[1] Artikel auf Spiegel-online „Sicherheitslücke: Deutsche Wasserwerke ungeschützt im Internet vom 16.07.2016, Autor: Marcel Rosenbach unter http://www.spiegel.de/netzwelt/web/deutschland-sicherheitsluecke-wasserwerke-ungeschuetzt-im-internet-a-1103147.html

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