Industrieanzeiger 14.2019

technik & wissen Damit

technik & wissen Damit der Mittelständler Jung Pumpen seine Abwassersysteme künftig sicher in der Cloud überwachen kann, hat er gemeinsam mit dem Fraunhofer IEM und dem Kompetenzzentrum Digital in NRW ein Condition-Monitoring- Konzept basierend auf OPC UA entwickelt. Bild: Jung Pumpen Vernetzung der kommunalen Infrastruktur via OPC UA Alles im sicheren Bereich Condition Monitoring | Das Kompetenzzentrum Digital in NRW und der Mittelständler Jung Pumpen haben ein Konzept erarbeitet, um die Abwasserpumpen sicher an cloudbasierte Condition-Monitoring- Systeme anzubinden. Bei großen kommunalen Abwasseranlagen ist das effiziente automatische Überwachen von Status, Fehlern und Alarmen von hunderten räumlich oft weit verteilten Pumpen eine große Herausfor derung. Daher steigt der Bedarf, alle im Einsatz befind lichen Pumpen an ein zentrales Condition Monitoring anzubinden. Dafür müssen die sensiblen Daten aus der öffentlichen Infrastruktur aber sicher erfasst, übermittelt und verarbeitet werden. In einem Transferprojekt des Kompetenzzentrums Digital in NRW wollte Jung Pumpen, Hersteller von Schmutzwasserpumpen, die Grundlage für einen künf - tigen strukturierten und sicheren Datenaustausch schaffen. „Der Aufwand für eine komplette Neugestaltung unserer Anlagen und Steuerungen wäre schwer zu stemmen gewesen. Wir brauchten eine Hands-on-Lösung“, erläutert Jens Oppitz, Entwicklungsingenieur Elektrotechnik bei Jung Pumpen. Eine wichtige Anforderung an das gemeinsame Transferprojekt mit dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM war daher die Integration des künftigen Kommunikationsprotokolls in die bestehenden Pumpensteuerungen. Eine weitere Anforderung des Betriebs aus Steinhagen bei Bielefeld war die einfache Handhabung der Lösung. Die technologische Lösung war schnell identifiziert: Für das strukturierte Erfassen, Auswerten und Über - mitteln der Daten bietet sich das Kommunikationsprotokoll OPC Unified Architecture (OPC UA) an. „Die Verwendung von Standards ist sinnvoll, so können wir die Kompatibilität mit anderen Systemen bereits heute mitdenken“, erklärt Sven Merschjohann vom Fraun - hofer IEM, der OPC UA in unterschiedlichen Projekten mit Industrieunternehmen erfolgreich eingesetzt hat. Als einfache und praktische Lösung für die existierenden Pumpensteuerungen kristallisierte sich schnell die Umsetzung als „OPC UA Gateways“ heraus. Diese Gateways ergänzen die bestehenden Pumpensteuerungen als Kommunikationspunkt und ermöglichen, die 52 Industrieanzeiger 14.19

Daten der Pumpensteuerung mit der Cloud auszu - tauschen. In vier Monaten erarbeiteten die Projektpartner schrittweise die Grundlage für die sichere Datenübertragung. Zunächst identifizierten die Partner in Workshops, welche Anlagendaten kommuniziert und welche Sicherheitskriterien – sogenannte Schutzziele – jeweils erfüllt werden müssen. In einem zweiten Schritt arbeiteten Jung Pumpen und das Fraunhofer IEM Bedrohungen und Risiken in einer umfangreichen Bedrohungsanalyse heraus: Welche möglichen Bedrohungen etwa in der geplanten Architektur der Kommunikation bestehen oder welche Angriffe von außen in Betracht gezogen werden müssen. Dafür wurde unter anderem das Microsoft Threat Modeling Tool verwendet, das dabei hilft, Kommunikationsbeziehungen und deren Bedrohungen zu betrachten. Dann hat das Projektteam zu jeder identifizierten Bedrohung das zugehörige Risiko ermittelt, wodurch ein klares Bild der möglichen Bedrohungen und deren Risiken für die Pumpensteuerung entstand. Im Anschluss wurden entsprechende Schutzmaßnahmen für die Bedrohungen definiert, um so das Risiko für erfolgreiche Angriffe zu reduzieren. dukte“, betont Oppitz. Derzeit testet das Unternehmen die Lösung an einem Prototyp. • Kirsten Harting Referentin Marketing und Kommunikation, Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, Paderborn THE FACTORY AUTOMATION COMPANY Die richtige Wahl für IDEALE AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN OPC UA-Gateway für sicheres Condition Monitoring Auf Basis dieser Vorarbeiten entstand das Sicherheitskonzept für das künftige OPC UA-Gateway der Pumpensteuerungen. Maßnahmen zur Authentifizierung und Rechtevergabe, kryptographische Verfahren und Updatemechanismen sichern den Datenaustausch zwischen den Pumpen langfristig ab. Zusätzlich wurde ein flexibles Informationsmodell zur Datenübertragung mittels OPC UA erstellt. „Die Standardisierung ermöglicht uns künftig eine schnelle Übertragung des Datenmodells auf neue Anlagen, sprich: eine sichere, standardisierte Vernetzung unserer Pro- Ihre Vorteile: • über 100 unterschiedliche Robotermodelle • Traglast bis 2.300 kg • Reichweite bis 4.683 mm • 99,99% Zuverlässigkeit • einfache Bedienung • optimierter Energieverbrauch • Ersatzteile während der gesamten Standzeit verfügbar WWW.FANUC.DE Industrieanzeiger 14.19 53