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<H1>www.aud24.net : G. Mikuta: "Automatische Sicherung von Steuerungsdaten"</H1>
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Redaktion
> <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD>
<TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>08.04.2002</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>G. Mikuta: "Automatische Sicherung von Steuerungsdaten"</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Effiziente Verfügbarkeit und Rückspeicherung der aktuellen Daten</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailContent>Moderne Produktionsplanungen verlangen nach hoher Verfügbarkeit sämtlicher Produktions-steuerungsdaten, geordnet nach Versionen. Damit steigen die Anforderungen an die Service-leute permanent. So nimmt es nicht Wunder, dass heute fast die Hälfte aller Vorgänge in einem Unternehmen nicht zur Wertschöpfung beitragen. In produzierenden Unternehmen haben sich unter anderem Anlagenausfälle sowie Zeiten für Wiederinbetriebsetzung als Verlustquellen herauskristallisiert. Eine Lösung sind unter anderem standardisierte, automatisierte Lösungen.<BR><BR>Effektive Produktion ist heute ohne ständige Verfügbarkeit der Daten nicht mehr denkbar. Selbst eine Speicherprogram-mierbare Steuerung (SPS) enthält heute ca. 1 bis 4 MB an Arbeitsdaten. Dennoch ist es in der Industrie weitverbreitet, Prozessopti-mierungen alleine in den Speichern der einzel-nen Steuerungen statt in den Quelldaten auf zentralen Servern vorzunehmen. Aber Geräte fallen aus, werden ersetzt, erweitert umgebaut oder verändert. Dabei gehen nicht zusätzlich gesicherte Daten verloren. Der Aufwand für eine erneute Optimierung ist enorm, so dass der Bedarf an Zusatzsicherungen groß ist. Dies geschieht auch heute schon, jedoch nicht immer zentral, sondern lokal an einzelnen Geräten. Macht man sich einmal bewusst, wel-cher zeitliche und personelle Aufwand bei solch manueller Sicherung von Daten in der Pro-duktion betrieben wird, ist schnell klar, dass durch eine Automatisierung enorm gespart werden kann. Sollte die Software aus den Steuerungen wöchentlich, oder gar täglich ein-gesammelt werden? Nur bei einer Steuerung, oder bei allen 100? Bei einem Aufwand von 5 Minuten pro Steuerung wären letzteres jede Woc he immerhin 500 Minuten, also ein Tag Ar-beit. Überdies wäre wünschenswert, wenn das Backup automatisch gezogen würde und auch nur dann, wenn sich wirklich etwas geändert hat. Den Serviceleuten stünden jede Woche mehrere zusätzliche Stunden für sinnvollere Aufgaben zur Verfügung und Dutzende von Backup-CDs jedes Jahr könnten auch entfallen. Oder der Ausfall einer kompletten Festplatte! Eine solche Panne schlägt mit durchschnittlich vier Stunden Ausfallzeit zu Buche. Mit einer übersichtlichen, zentralen Datensicherung könnte ein Plattenimage in nur ca. 20 Minuten restauriert werden. Der Weg geht heute von der lokalen Datenhaltung zu zentra-len Datensicherungen auf Massenspeichersystemen mit hochverfügbaren Rechnern. In einem entsprechend vernetz-ten Produktionsgelände ist es, unabhängig vom Standort, denkbar, von jedem beliebigen Ort auf Daten zuzugreifen und diese z. B. zu sichern und zurückzuspielen. Um produk-tionskritische Ausfälle von einzelnen Festplatten abzufangen, verwendet man RAID-Technologie (Redundant Array of Independant Disks). Die Hauptvorteile dieser ‚intelligent‘ ge-steuerten Festplatteneinheiten liegen in der enorm erhöhten Datensicherheit und Geschwindigkeit. Je nach Größe der zu sichernden Daten werden hier interne oder externe Plattenstapel verwendet. Siemens A&D SH12 Industrial IT bietet - auch für spezielle Kundenbedürfnisse - maßgeschneiderte Projektlösungen, insbesondere bei der Integration in bestehende IT-Infrastrukturen.<BR><BR>Beherrschung von Programmänderungen<BR><BR>SPS-Programme werden während des Lebenszyklusses der Anlage immer wieder Programmänderungen für Fehler-beseitigung, Prozessverbesserung und Produktmodifikation unterzogen. Von unterschiedlichen Mitarbeitern werden im Rahmen von Instandhaltung und Wartung Änderungen durchgeführt. Zudem werden Daten von externen Maschinenbauern, Lieferanten bei Anlagenerweiterungen und Neubauten modifiziert. Nicht immer werden die von externen Firmen geänderten Daten als zusätzliche Sicherung in dokumentierter, ver-sionierter Form übergeben. Meist ist die aktuel-le Software alleine in der Steuerung vorhanden oder es werden unterschiedlichste Datenträger verwendet (Disketten, CDs, Tapes o. ä.). Nach jeder Änderung sollte diese dokumen-tiert, die Kollegen darüber informiert und das neue Programm an der vorgeschriebenen Stelle archiviert werden. Bei der Bewältigung der täglichen Probleme wird dies jedoch nicht immer konsequent durchgeführt. Hinzu kommt, dass im Laufe der Zeit eingearbeitete, informierte Mitarbeiter die Abteilung verlassen, neue Mitarbeiter ohne Kenntnis der Entwick-lungsgeschichte der Produktionsanlage hinzu kommen usw.. Aus diesem Szenario ergeben sich dann die Fragestellungen: Wo ist die aktuelle Version für dieses Automatisierungsgerät? Wieso ist der Stand im Automatisierungsgerät/-system an-ders als das archivierte Programm? Um die Antworten zu finden, müssen immer wieder Zeit, Engagement und damit hohe Kosten auf-gewendet werden. Für Service-Personal stellt sich im Störungsfall wiederholt die Frage: Habe ich alle notwendi-gen Daten dabei? Moderne Software bietet hier die Möglichkeit über eine Projektkopier-funktion mit einem Mausklick alle relevanten Daten zu einer Maschine (Programme, Be-schreibungen, Bilder) zu kopieren. Zudem kön-nen bei Hotlinediensten mit schnellem Zugriff die Daten der Kundenanlage aus einem Archiv auf die eigene Testanlage zu Reproduktions-zwecken zurückgeladen werden.<BR><BR>Unterschiedliche Datenstrukturen<BR><BR>Aus Sicht einer Produktionsanlage ergeben sich bestimmte Anforderungen, die an die Funktio-nen einer Sicherungssoftware zu stellen sind. Die einzelnen Elemente einer Anlage, die me-chanischen, elektrischen und steuernden Elemente, wirken zwar als Einheit, die zugehö-rigen Daten werden dagegen meist getrennt be-trachtet und verwaltet. Aus Datensicht besteht pragmatisch gesehen eine Produktionsanlage (= Projekt) aus unterschiedlichen Datentypen (= Komponenten). Diese Komponenten kön-nen dann zum Beispiel Daten aus folgenden Bereichen enthalten:<BR><BR>Mechanik: CAD-Pläne, Stücklisten<BR><BR>Elektrik: CAD-Pläne, Stücklisten, Parameter (z. B. für Frequenzumrichter)<BR><BR>Steuerung: Konfiguration SPS, Programme der SPSen<BR><BR>Visualisierung: Applikationen, Programme, Anlagenbilder<BR><BR>Dokumentation: Lastenhefte, Pflichtenhefte, Schriftverkehr (z.B. Microsoft-Word- und Excel-Dokumente)<BR><BR>Nicht jeder Mitarbeiter sollte auf alle Daten zu-greifen oder diese gar verändern können. Es be-darf einer durchdachten und abgestuften Vergabe der Zugriffsrechte und der Sicherung dieser durch die Software. So ist es beispiels-weise denkbar, dass alle Mitarbeiter Backups von Steuerungskomponenten erzeugen dürfen, nur Administratoren Datenstrukturen anlegen und verändern sollten. Der Zugriff sollte an-hand der Benutzerrechte in der Software verge-ben werden können.<BR><BR>Verwaltung verschiedener Versionen<BR><BR>Ausgehend von einer Basisversion der Daten werden diese im Laufe der Planung bis hin zur Inbetriebnahme und dem Abbau immer wieder Änderungen unterzogen (= Historie), wodurch neue Versionen entstehen. Steht eine Änderung an, wird offensichtlich die aktuelle Version (= letzter Stand) benötigt, um dort die gewünschte Modifikation durchzuführen. Dabei ist meistens hilfreich, die Entstehungsgeschichte zu kennen, um das aktuelle Problem besser nachvollziehen und bewerten zu können. Um gute Übersicht zu erhalten, ist es sinnvoll, die Daten nicht nur auf File-Ebene, sondern (auch) auf Maschinen-Ebene zu versionieren, wodurch sich ein praxisorientierter Überblick ergibt. In der Praxis zeigt sich, dass bei einem Ausfall die Hardware schnell ersetzt ist, aber die Suche nach der richtigen Steuerungssoftware und die Restaurierung unerwartet viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Welche Version war zuletzt eingespielt, wer hat das letzte Backup ge-macht, wo wurde die CD deponiert, wo ist der Ver antwortliche, usw.? Sinnvollerweise bietet die richtige Sicherungs-software in solchen Fällen eine einfache, leicht verständliche Oberfläche, die es Befugten er-laubt innerhalb kürzester Zeit die richtigen Programmversionen einzuspielen. Um die Verfügbarkeit der IT-Daten zu gewähr-leisten, müssen alle entscheidenden Informati-onen gesichert und verfügbar gehalten werden. Dabei reicht es nicht, nur die Steuerungs- und Antriebsdaten (Simatic S5/S7, Sinumerik, Simudrive, etc.) verarbeiten zu können. Auch die Kommunikationsdaten der CPs sowie die Daten der OPs zum Bedienen und Beobachten müssen gespeichert, versioniert und wieder zurückgespielt werden können. Zusammengefasst muss eine sinnvolle automa-tisierte Datensicherung folgende Fähigkeiten aufweisen: Reduzierung des Arbeitsaufwands zur Sicherung der Daten (erhöhte Anlagen-verfügbarkeit) Reduzierung der Stillstandszeiten in der Produktion bei Ausfall und Wartungs- bzw. Umbauarbeiten Flexibilität für das Personal bei der Datensicherung, durch ortsunabhängigen Datenzugriff per LAN-Anschluss Einfachste Bedienbarkeit der Software und reduzierter Schulungsaufwand für das Servicepersonal Durchgängiges Tool für die gängigen Steuerungen (CPUs, Bedienfelder, Kommunikations-Baugruppen) Diese Anforderungen werden von ‚Simatic A&D DataManagement‘ von Siemens (für Siemens-Steuerungen) erfüllt (für marken-fremde Produkte bestehen die Möglichkeiten, mit den Standards V.24 über die serielle Schnittstelle, TCP/IP bzw. Ethernet Daten zu sichern und zu restoren). ‚Simatic ADDM‘ ver-waltet Projektierungs- und Systemdaten in ei-ner technologischen Struktur und erzeugt ein exaktes Abbild der Fertigung. In übersichtlichen Verzeichnisbäumen lassen sich selbst kompli-zierte Fertigungsstraßen mühelos wiedergeben.<BR><BR>Automatik und Sicherungsfrequenz<BR><BR>Nach der Festlegung in welchen Intervallen die Quelldaten mit Onlinedaten verglichen werden sollen, geschieht dies automatisch. Ergibt sich zum gegebenen Zeitpunkt eine Differenz, wird ein neues Backup erstellt. Aber nicht nur der Aufwand zur Datensicherung wird reduziert, auch - durch defekte Steuerungskomponenten verursachte - Stillstandszeiten werden verkürzt (schnelle Disaster Recovery). ‚Simatic ADDM‘ verwaltet die in den Produk-tionsanlagen vorhandenen Projektierungs- und Systemdaten in einer einheitlichen Ablage-struktur zentral auf Servern und Massen-speichermedien. So ist man unabhängig von Datentypen und Formaten. Alle Daten werden mit einem einzigen Softwarewerkzeug unter einer einheitlichen, an den Windows Explorer angelehnten Bedienoberfläche verwaltet. Die Einbindung des gesamten Datenbestandes in hochverfügbare Client-Server-Architekturen und fehlertolerante Online-Speicher er- möglicht höchste Sicherheitsstandards für Steuerungsdaten. ‚Simatic ADDM‘ ermöglicht die Archivierung unterschiedlicher, maschinenbezogener Soft-warestände mittels integriertem Versions-Management. So kann man einfach und schnell bei Bedarf auch auf ältere Einstellungen wieder zurückgreifen. Ferner können gleiche Kompo-nenten speicherplatzsparend mit identischen Daten versorgt werden, diese Vereinheitlichung der Konfiguration erleichtert Service und Wartung. Aufgrund der hohen Datenmengen ist es unabdingbar, dass Datenvergleiche vorge-nommen werden. Wenn Programmquellen und Daten in den Steuerungskomponenten nicht mehr übereinstimmen, muss dies zur Vermeidung von Datenverlusten und mög-lichen Produktionsausfällen schnellsten er-kannt werden. Nur so kann ein sofortiger Abgleich durchgeführt werden. Dabei ergibt sich ein neuer Versionsstand, der archiviert wer-den kann. Um unbemerkten Verlust von Daten zu vermeiden, ist ein automatisierter, intelligen-ter Datenvergleich mit automatischem Backup die beste Option. Über ‚Ausschlusslisten‘ kön-nen dynamische Bausteine, die sich ändernde Prozessdaten enthalten, vom Vergleich ausge-nommen werden. So können Änderungen in der Projektierung oder im Programm schneller erkannt werden. Je nach Bedarf werden die Datenbestände geladen beziehungsweise gesi-chert. Dabei referenziert ‚Simatic ADDM‘ auf die bereits vorhandenen Softwarebestände. Dadurch können die verwalteten Daten mit den jeweils spezifischen Projektierungs-Werkzeugen weiterhin bearbeitet und aktualisiert werden. Alle Veränderungen werden in einem Logbuch protokolliert und können so auch später noch nachvollzogen werden. Fällt nun z.B. eine Steuerung aus, gilt es nur noch die richtigen Daten auszuwählen, und die Austauschkomponente wird innerhalb kürze-ster Zeit wieder mit ihren Projektierungs- und Systemdaten, die entpackt online auf dem Server bereitliegen, versorgt. Langwierige Parametrierung und Konfiguration entfallen - und mit jeder Minute weniger, die die Produktion still steht, wird bares Geld gespart. <BR><BR>Hardwarevoraussetzungen <BR><BR>Die Datensicherung sollte idealerweise keine weiteren als die sowieso vorhandenen Geräte erfordern. ‚Simatic ADDM’ benötigt als Clients Industrie-PCs (mit Windows 95/98/ME/ NT4.0/2000), einen hochverfügbaren Server mit Windows NT4.0/2000 und Ghost V5.1 Symantec.<BR><BR>Abb. 1: Anlagenorientierte Navigation und gezielter Aufruf der anlagenbezogenen Steerungskomponenten, Vergleichen, Laden oder Sichern der Daten per Mausklick<BR><BR>Abb. 2: Client/Server-Architektur Abb. 3: Klar strukturierter Vergleich der Online- und Offlinedaten am Bsp. Einer Werkzeuge-Maschinensteuerung<BR><BR>more @click AD42251<a name="toolbox"></a><BR></TD>
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<P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 13:56 Uhr aktualisiert</I></P>
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