So erreichen Sie Hochverfügbarkeit in modernen Steuerungssystemen

Die Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit von Steuerungssystemen für Industriemaschinen ist heutzutage eine Grundvoraussetzung. Die vierte industrielle Revolution, oder Industrie 4.0, stellt große Herausforderungen an die Fertigung oder Dienstleistungserbringung, einschließlich der Betriebsoptimierung, flexiblerer, intelligenterer und verfügbarerer Systeme.

Wovon hängt die Verfügbarkeit eines Leitsystems ab und wie wird sie gemessen?

Verfügbarkeit verstehen wir als die Chance, dass ein System seine Aufgabe zufriedenstellend erfüllt, wenn es gebraucht wird. Anders ausgedrückt ist es der Anteil der Zeit, in dem ein System seine Arbeit störungsfrei verrichten kann.
Er wird mit Prozentwerten größer 99,9 % angegeben. Verfügbarkeit =MTBF / (MTBF+MTTR), wobei MTBF die mittlere Zeit zwischen Ausfällen und MTTR die mittlere Zeit bis zur Reparatur ist.
Das bedeutet, dass alles, was diese Fähigkeit zur Erfüllung seiner Funktion einschränkt, von diesem Prozentsatz abzieht. Diese Ausfälle können als Folge von Hardware-, Software- und Infrastrukturausfällen auftreten. Darüber hinaus müssen geplante Ausfallzeiten zur Durchführung von Wartungsarbeiten und/oder System-Upgrades berücksichtigt werden.

Beispiel einer Verfügbarkeitsberechnung für industrielle Steuerungssysteme

Nehmen wir als Referenz die Berechnung über einen Zeitraum von einem Jahr.

Warum benötigt die Industrie Hochverfügbarkeit?

Industrieunternehmen fordern meist eine robuste und sichere Infrastruktur mit SPS, Backups, Automatisierungen, SCADAs und allen Arten von Servern.

Tatsächlich ist es gemäß dem Gesetz zum Schutz kritischer Infrastrukturen (2011) für SCADA-Systeme unerlässlich, eine hohe Verfügbarkeit zu haben, einschließlich unter anderem Änderungsmanagement und Sicherung von Automatisierungsanlagen wie SPS, SCADAs und HMIs.

Mit anderen Worten, wenn Ihr Unternehmen über ein komplexes und robustes Produktionssystem verfügt, benötigen Sie möglicherweise eine hohe Verfügbarkeit, um Ausfallzeiten und Betriebsunterbrechungen zu optimieren.
Laut einer Studie von Price Waterhouse Cooper mit dem Titel „Opportunities and Challenges of the Industrial Internet“ :Grundlage der vierten industriellen Revolution ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit, die durch die Vernetzung aller an der Wertschöpfungskette beteiligten Elemente erreicht wird.

Wie kann die Verfügbarkeit eines Kontrollsystems verbessert werden?

Es gibt wesentliche Punkte, um die Verfügbarkeit eines Systems zu verbessern:

1. Komponentenredundanz. Dies ist eine der besten Methoden, um die Verfügbarkeit im Falle eines Sichtverlusts oder einer Steuerungsabschaltung zu erhöhen. Komponentenredundanz eliminiert Single Points of Failure, Reparatur, Austausch oder Wiederherstellung nach einem Ausfall ohne Betriebsunterbrechung.
2. Netzwerkdesign. Das Netzwerk ist ein hochverfügbares System, das jederzeit verwaltet werden muss. Aus diesem Grund stellen ungeplante Netzwerkausfälle eine weitere potenzielle Fehlerquelle für hochverfügbare Systeme dar. Hierfür ist die Erstellung einer redundanten Netzwerkstrategie unerlässlich, um mögliche Zwischenfälle zu vermeiden.
3. Diagnose . In der Lage zu sein, Steuerungssystemelemente zu diagnostizieren, wird der Schlüssel zur Früherkennung potenzieller Produktionsausfälle sein.
4. Virtualisierung. Betriebssysteme und Plattformen zu haben, die die Abhängigkeit der Software von der Hardware bei der Ausführung verringern, trägt dazu bei, Einschränkungen während der Lebensdauer des Systems zu verringern.
5. Hot-Swapping. Hot Swapping ist die einzige Möglichkeit, eine hohe Verfügbarkeit in einer Produktionslinie zu gewährleisten. Das heißt, wenn Geräte ausgetauscht werden müssen, muss dies ohne Beeinträchtigung des Produktionsprozesses erfolgen und die Redundanz an diesem Punkt wiederherstellen.
6. Online-Änderungen . Um eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten, müssen die Systeme das Hinzufügen, Ändern oder Verbessern der Konfiguration von Hardware und Software zulassen, ohne die Installation zu stoppen.
7. Vorausschauende Wartung . Predictive Maintenance ist eine der Techniken, die Unternehmen der Branche helfen können, die Verfügbarkeit ihrer Anlagen zu erhöhen. Basierend auf der Anwendung von Technologien des maschinellen Lernens ermöglicht es die Vorhersage möglicher Fehlfunktionen dieser Geräte. Auf diese Weise können Maßnahmen ergriffen werden, bevor sie auftreten, und mögliche Auswirkungen auf die Produktion minimiert werden.

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