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Industrielle Automation 3/2016

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Industrielle Automation 3/2016

SENSOR+TEST

SENSOR+TEST 2016 Messtechnik wandert in die Cloud Wie wir in Zukunft das Internet in der Datenerfassung und Weiterverarbeitung nutzen Maßgeschneiderte Dienste können für eine Analyse und Verarbeitung der Daten sorgen und Daten in Echtzeit zur Verfügung stellen Weit mehr als ein Postfach Burkhard Schranz Big Data ist allgegenwärtig. Doch dieses Datenvolumen muss auch vom Messort zum Empfänger gelangen. Ein Beispiel sind geophysikalische Messungen in freier Umgebung. Messstationen mit smarten Datenloggern der neuesten Generation erfassen und speichern die Messwerte nicht nur, sondern verarbeiten, werten sie aus und leiten sie über beliebige Kanäle – vom WLAN bis zum Satellitentelefon – via Internet in die Cloud. Was ist eigentlich die Cloud? Der eigentliche Cloud-Gedanke bedeutet, über die einfache Datenspeicherung hinaus bestimmte Dienste bereitzustellen. Damit eröffnet die Cloud-Technologie der Messtechnik völlig neue Möglichkeiten, vor allem für die mobile und dezentrale Messwerterfassung. So können Messungen aus Fahrzeugen genauso in der Cloud verarbeitet werden wie meteorologische Daten von Wetterstationen oder der Zustand von Pumpen in der Wüste. Überall dort, wo Ausfälle möglichst vermieden werden müssen, Burkhard Schranz ist Geschäftsführer der Optimeas GmbH in Friedrichsdorf hilft das Messen über die Cloud, vor Eintritt des Schadensfalls Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Typische Beispiele für bereits alltägliche Cloud-Anwendungen sind Maildatenspeicher oder Office-Programme, die als „Software as a Service“ (SaaS) zur Verfügung stehen. Wo sich das physikalisch abspielt und die Daten liegen, weiß der Nutzer in der Regel nicht. Dabei ist es technologisch egal, ob es sich um sogenannte öffentliche, private oder hybride Clouds handelt. Selbst wenn der Server im Nebenraum steht, entscheidet über öffentlich oder privat im Grunde genommen die Art des Zugriffs, nicht der Standort des Servers. Wobei es natürlich sicherer sein kann, den Server im eigenen Zugriff zu haben. Eine „Messtechnik in der Cloud“ geht über das Ablegen von Messdaten, das Zwischenspeichern und Abholen hinaus. Es geht darum, Daten live an einen anderen Ort zu transportieren. In einer Industrieanlage werden die Komponenten klassischerweise über ein Feldbussystem oder zunehmend über ein Industrial Ethernet via Kupferkabel oder Lichtwellenleiter angeschlossen und per intelligentem Gateway oder bereits analysierendem Monitoring-System weitergeleitet. Für weit entfernte oder gar mobile Messstellen muss man andere Wege suchen – eine drahtlose Kommunikation, die überall funktioniert, sicher ist und die Daten möglichst in Echtzeit liefert. Die Cloud soll aber noch mehr können, als Kommunikation bereitstellen. Sie soll, ähnlich wie es zum Beispiel Google anbietet, Dienste speziell für den Messfall offerieren. Solche Dienste können Daten bereits in der Cloud verarbeiten, auswerten und als aufbereitete Ergebnisse den Nutzern, mit unterschiedlichen Anforder ungen, zur Verfügung stellen. Durch die Vernetzung verschiedenster Datenquellen lassen sich also Qualität, Diagnoseoptionen, die Früherkennung möglicher Schäden oder der Kundenservice verbessern. Optimeas bietet die hierfür notwendigen Produkte und Dienstleistungen an: leistungsfähige Teleser vice- Systeme, die Datenlogger, Speicher, Vorverarbeitung, Alarmierung und Kommunikation mit der Cloud vereinen, Software-Apps, die auf eine ausgereifte Softwareplattform aufsetzen oder die Optimeas-eigene Cloud- Lösung. Sie können Anwendungen in verschiedensten Bereichen bedienen, von Blackboxen in der Fahrzeugentwicklung über Erschütterungsmessungen, die Diagnose von Baumaschinen und tragbare Systeme in der Medizin bis zu Überwachungssystemen in der Energiewirtschaft. 26 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016

Erschütterungen erfassen, analysieren und weiterleiten Recht weit vorangeschritten ist das Messen in der Cloud bei den Geologen. Optimeas bietet für diesen Bereich das System „smart­ GeoLog“, das für geologische, geophysikalische Messungen und die Erschütterungsüberwachung in Gebäuden entwickelt wurde. In Bergbaugebieten werden seismische Ereignisse über verschiedene Erschütterungsmessstellen mit entsprechenden Sensoren großflächig ermittelt. Das Messsystem überwacht sowohl anthropogene als auch tektonische Ursachen, die zu Gefahren führen könnten. Da sich Bewegungen oder Spannungszustände großflächig auswirken können, zum Beispiel auf Gebäude und den Straßenverkehr, muss ein Frühwarnsystem sehr zuverlässig sein, um entsprechende Sicherheitsmaßnahmen garantiert einleiten zu können. Langfristig lassen sich zudem durch die gewonnenen Erkenntnisse seismische Ereignisse reduzieren. Das mobile Messsystem erfasst autark seismische Daten, speichert, analysiert und bewertet sie. Relevante Daten werden bei Bedarf automatisch ins Internet übertragen. Seismische Ereignisse lassen sich so lokalisieren und qualifizieren. Auch werden entsprechende Alarmierungen per SMS oder E-Mail abgesetzt. Für die Internetanbindung verfügt das smartGeoLog über ein handelsübliches Mobilfunkmodem auf LTE/UMTS-Basis mit entsprechend großer Bandbreite. Bis zu acht Erschütterungssensoren können über hochauflösende Eingänge angeschlossen werden. Die Abtastrate reicht von 10 Hz bis 5 kHz, die Speicherkapazität beträgt 64 GB. Besonders interessant: Mehrere verteilte Systeme lassen sich kombinieren, da sie über ein GPS-Modul verfügen und mikrosekundengenau synchronisiert werden können. Somit sind die gesammelten Daten immer der richtigen Uhrzeit zugeordnet. Die Analyse und Auswertung der eingehenden Messdaten übernimmt ein integrierter Prozessor, der Verrechnungen wie RMS, Filterungen oder Frequenzanalysen durchführt. HTTPS erfüllt alle Anforderungen Es gibt unterschiedliche Wege, mit einer Cloud zu kommunizieren. Bislang existierende Datenlogger-, Monitoring- oder Teleservice-Systeme verfügen selbst über keine oder nur sehr eingeschränkte Möglichkeiten. Oft übernehmen vorgelagerte PC-Systeme die Kommunikation. Vor allem VPN (Virtual Private Network) und CDA (Corporate Data Access) des Providers Vodafone kommen zum Einsatz. Optimeas stellt jeden beliebigen Kommunikationskanal zur Verfügung. Standard ist ein LTE/UMTS-Modul. Es können aber auch beliebig andere Kommunikationsmodule in die Geräte eingebaut werden, sodass z. B. in abgelegenen Regionen die Kommunikation über Satellitentelefonie abgewickelt werden kann. Durch die Vernetzung verschiedenster Datenquellen können Qualität, Diagnoseoptionen, die Früherkennung möglicher Schäden oder der Service verbessert werden. Prädestiniert dafür sind unsere Teleservice-Systeme, die Datenlogger, Speicher, Verarbeitung, Alarmierung und Kommunikation mit der Cloud vereinen. Burkhard Schranz, Geschäftsführer Optimeas Im Grunde genommen läuft die Kommunikation wie über den Internetbrowser eines Smartphones. Ähnlich einer Anfrage bei einer Suchmaschine liefert die Anfrage automatisch die Route durch das Internet zurück, sodass eine bidirektionale Kommunikation sichergestellt ist. Sollte keine Verbindung möglich sein, zum Beispiel durch Abschattungen, sammelt das Gerät die Daten und sucht sich bei nächster Gelegenheit automatisch den günstigsten Kanal zur nachträglichen Datenübertragung. Neue Standards, neue Optionen Mit Einführung des 5G-Netzes eröffnen sich weitere Möglichkeiten für das Messen via Cloud. So werden sich in Zukunft bestimmte Bandbreiten und Zugänge vertraglich zugesichert buchen lassen. Sie bieten die Funk tionalität einer Standleitung. Solche Garantien sind in Bereichen wichtig, in denen es um lebenswichtige Dienste geht, die bestim-mte Bandbreiten erfordern. Darüber hinaus werden die ohnehin schon verschwimmenden Grenzen zwischen der Automatisierungstechnik und der physikalischen Messtechnik weiter schwinden. Beschleunigen könnte diese Entwicklung noch eine Schnitt-stellen-Standardisierung für das Anbinden von Messaufgaben an die Cloud. www.optimeas.de Automatisierungs - Stars Lernen Sie unser umfassendes Produktportfolio für die Automatisierungstechnik kennen. › Perfekt aufeinander abgestimmte Produkte › Höchste Qualität › Viele technische Benefits › Zuverlässig & langlebig Panasonic Electric Works Europe AG Tel.: +49 89 45354-1000 • Fax: +49 89 45354-2111 info.peweu@eu.panasonic.com www.panasonic-electric-works.de