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Konnektivität im Produkt verankern

Kritische Systeme mit OPC UA überwachen

Mit den Siplug-Überwachungsgeräten der Areva GmbH lässt sich der Zustand von Antrieben sensorbasiert ermitteln. Die Modelle kommen insbesondere in regulierten Industrien wie der Nuklearindustrie zum Einsatz. Für die erforderliche Konnektivität der Systeme und den gleichzeitigen Schutz vor Cyber-Angriffen sorgt seit kurzem eine konfigurierbare Lösung auf der Basis von OPC UA.



Bild: ©Honeywell/Getty Images

Die Areva GmbH ist ein Unternehmen der Areva Group mit Sitz in Erlangen, Deutschland. Die Gesellschaft stellt unter anderem elektronische Systeme, Mess- und Regeltechnik und Monitoring- und Diagnose-Lösungen für die Energiebranche sowie für verschiedene Sektoren im Bereich der erneuerbaren Energien her. Das Unternehmen vertreibt zudem das Überwachungsgerät Siplug für Armaturen und deren elektrischen Antriebe. Das Gerät misst den vom Stellantriebsmotor des Ventils genutzten Strom und die Spannung, um den Zustand des Ventils beurteilen zu können. Diese Information dient zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit, was sowohl in der Kernkraftwerksindustrie als auch in anderen reglementierten Branchen vorgeschrieben ist. Derzeit werden diese Produkte weltweit zur Überwachung von tausenden Armaturen eingesetzt, von Europa über Skandinavien bis nach China und Nord-, Mittel- und Südamerika.

Fernüberwachung in der Nuklearbranche

Die Messtechnologie wird in der Nuklearbranche für die Überwachung kritischer Systeme in entfernten Umgebungen eingesetzt, ohne die Verfügbarkeit des Systems zu beeinflussen. Wie die meisten Anwendungen in der Kernenergiebranche nutzte das System ein proprietäres Datenaustauschprotokoll. Dadurch ist es jedoch schwer in bereits bestehenden Anlageninfrastrukturen zu integrieren, die für verschiedene Zwecke wie Datenpufferung oder Datenanalyse eingesetzt werden. Aus folgenden Gründen installierte der Hersteller deshalb eine Lösung, die offene Datenkonnektivität herstellen sollte. Diese erfüllt mit ihren Merkmalen die weitreichenden Anforderungen des Produktionsunternehmens:

Integration: Gesucht wurde eine Lösung, die es seinem Reporting- und Trendüberwachungssystem ermöglicht, direkt auf die Messdaten zuzugreifen. Der Bedarf an zusätzlichen Treibern und Infrastrukturen entfällt dadurch. Des Weiteren können zusätzliche Werte wie Druck und Temperatur, die auf Werksebene verfügbar sind, genutzt werden, um die Genauigkeit der Datenauswertung zu verbessern. In die Lösung eingebettete OPC UA-Technologie sorgt auf Sensor-, Controller- und Geräteebene für Konnektivität und gestattet den Nutzern die Integration der Unternehmensarchitektur.

Sicherheit und Zuverlässigkeit: Zum Schutz vor Cyber-Angriffen auf die Infrastrukturen, in denen die Systeme eingesetzt werden, setzt der Hersteller auf den bestmöglichen Sicherheitsstandard in seinen Produkten. Die Einbettung von OPC UA in die Geräte zur Sicherstellung der Datenkonnektivität erfüllt die Anforderungen des Produzenten in dieser Hinsicht. OPC UA verfügt im Standard über ein integriertes Sicherheitsmodell für alle darauf aufsetzende OPC UA-Anwendungen.

Zusätzliche Marktchancen: Die Lösung zur Ventilüberwachung/-analyse sollte mit weitreichender Konnektivität auf dem Markt zur Verfügung stehen. Damit verfolgte der Hersteller das Ziel, Märkte wie die Öl- und Gasindustrie zu erschließen, in der ähnliche Probleme wie in der Kernenergiebranche gelöst werden müssen.

Native OPC UA-Konnektivität ohne weitere Komponenten

Zum Einsatz in der Siplug-Anwendung kam schließlich das Matrikon-OPC UA Embedded Server SDK. Das SDK ist von der OPC Foundation zertifiziert und wurde von seinem Hersteller an einem ARM Cortex-Prozessor verwendet und getestet. Die Konnektivitätslösung hat einen kompakten UA Embedded Server und wurde dem Produktionsbetrieb zudem von Euriware empfohlen, einer Tochtergesellschaft von Areva. Als Dienstleister unterstützte Matrikon-OPC den Fertigungsbetrieb weitreichend bei der Arbeit mit dem Systemumgebung. Die Lösung verfügt über einen Arbeitsspeicher-basierten Adressraum und lässt sich vollständig konfigurieren. Es enthält eine mit der Programmiersprache Ansi C verknüpfbare Software und die Anzahl der unterstützten Sitzungen, Teilnehmer, überwachten Elemente und Adressraumknoten hängt allein von den verfügbaren Zielressourcen ab. Für höhere Zuverlässigkeit erfolgt keine dynamische Speicherzuweisung. Die Implementierung des Entwicklungskits sichert den Endanwendern die native UA-Konnektivität ohne zusätzliche Komponenten in den Produkten zur Verfügung zu stellen. Bei der Systemauswahl war dem Anwenderunternehmen zudem wichtig, dass der Speicherplatzbedarf des OPC UA Embedded SDK den strengen Anforderungen an Lieferanten entspricht. Insgesamt zeigt sich Alexandre Felt, Projektmanager der Areva GmbH, zufrieden mit dem System: „Die nahtlose Implementierung dieser Lösung erleichtert uns den Alltag enorm, denn sie beschleunigt die Abwicklung von Aufgaben.“ Das Unternehmen plant aktuell, das SDK auf OEM-Basis für alle seine Überwachungsgeräte der Siplug-Reihe zu verwenden.

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