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Hart-Gateway mit integriertem OPC UA-Server

So lassen sich ungenutzte Daten endlich nutzen

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thilo Glas* / Dr. Jörg Kempf

Datenfluten in Prozessanlagen sinnvoll nutzen, muss nicht schwierig sein. Auf Basis des NOA-Konzepts lassen sich Daten via Hart-Protokoll an ein Hart-Gateway mit integriertem OPC-UA-Server weiterleiten, aus denen sich überlagerte Systeme dann per OPC UA bedienen.
Datenfluten in Prozessanlagen sinnvoll nutzen, muss nicht schwierig sein. Auf Basis des NOA-Konzepts lassen sich Daten via Hart-Protokoll an ein Hart-Gateway mit integriertem OPC-UA-Server weiterleiten, aus denen sich überlagerte Systeme dann per OPC UA bedienen. (Bild: ©健 大澤; ©Weissblick - stock.adobe.com)

Sensoren beinhalten zahlreiche zusätzliche Informationen, die zur Optimierung von Prozessen einsetzbar wären, aber nicht ausgelesen werden. Erfahren Sie, wie Sie ganz einfach zusätzliche Daten erschließen. Die Zaubermischung lautet NOA, Hart und OPC UA.

Das NOA-Konzept der Namur zielt darauf ab, alle ungenutzten Informationen, die etwa in den Feldgeräten einer Anlage vorhanden sind, aber derzeit nicht ausgelesen werden, endlich zu verwenden. Beispielsweise stellt ein Durchflussmessgerät neben dem Durchfluss Daten über den Druck, die Fließgeschwindigkeit und die Temperatur des Mediums zur Verfügung. Darüber hinaus liegen Informationen zum Sensor vor, z.B. der Name des Herstellers, die Serien- und Versionsnummer, der Messbereich und vieles mehr. Doch wie kann der Anlagenbetreiber auf diese Daten zugreifen?

Eine Möglichkeit stellt das Hart-Protokoll dar. Bei diesem Kommunikationsstandard ist der Sensor über eine herkömmliche 4…20 mA-Verbindung an ein Leitsystem angekoppelt und verfügt außerdem über ein aufmoduliertes Hart-Signal, das mit einer Stichleitung abgegriffen werden kann. Diese Hart-Verbindung wird in den meisten Fällen lediglich für die Parametrierung des Sensors eingesetzt und bleibt danach ungenutzt. Speziell bei älteren Anlagen, die mit einem konventionellen Leitsystem ausgestattet sind, bietet sich diese Anbindung an, weil nicht in das Leitsystem eingegriffen werden muss.

Sicherer cloudbasierter Zugriff

Ein Fokus der Namur liegt auf der Sicherheit des NOA-Konzepts. Daten dürfen der Anlage nur kontrolliert entnommen werden. Ein schädlicher Einfluss auf die Anwendung – wie auch immer sich dieser gestaltet – ist zu unterbinden. Auf dieser Grundlage wurde das Modell der Datendiode entwickelt. Es beinhaltet, dass die Daten lediglich in eine Richtung fließen können. Wird das Hart-Protokoll verwendet und werden die Schreibzugriffe verriegelt, kommt dieser Ansatz der Idealvorstellung sehr nahe.

Als weitere Sicherheitskomponenten sind sichere Verbindungswege denkbar, die sich durch Security-Router umsetzen lassen. Die Datenquelle und das Ziel werden dabei durch einen gesicherten Tunnel verknüpft. In diesem Zusammenhang ist es prinzipiell unerheblich, ob der Kommunikationsweg durch das Internet oder die komplexe Werksinfrastruktur eines Chemieparks führt.

Der Ablageort der Informationen kann erheblich variieren. Eine lokale Datenbank schafft maximalen Schutz vor unbefugten Zugriffen. Diese Aussage ist zuerst einmal schlüssig. Doch wie sieht es mit der Verfügbarkeit des Servers aus? Wer kümmert sich um die Wartung der Hardware? Und ist der Server redundant aufgebaut, um einen Verlust der Daten bei einem Hardware-Defekt auszuschließen? Entsprechende Fragen entfallen, wenn sich der Anlagenbetreiber zum Einsatz einer Cloud entschließt.

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Ein weiterer Punkt kann für eine Cloud-Lösung sprechen: die Zugänglichkeit. Auswertedienste und Analysen lassen sich global verteilen. Ferner wird externen Dienstleistern ein einfacher Zugriff auf die Informationen ermöglicht.

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