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Cloud-basiertes, zertifiziertes und herstellerunabhängiges IIoT-Ökosystem: Ausgabe 17/2019, 23.10.2019

Smart Systems für eine bessere Umwelt

Als Komplettanbieter für die Prozesssensorik kann Endress+Hauser auf grosse Erfahrung zurückblicken. Auf Basis neuer Technologien, die im Rahmen von Industrie 4.0 und IIoT entwickelt wurden, gibt es mit Netilion ein Ökosystem und neue Onlinedienste, die einen erweiterten Zugriff auf die Daten der Feldgeräte erlauben. Das Ergebnis: Potenziale freisetzen, sicherere und transparentere Prozesse und optimierte Maintenance.

Autor: Rüdiger Settelmeyer, Verkaufsingenieur Endress+Hauser (Schweiz), Reinach, Text und Bilder

IIoT, das Industrial Internet of Things, bedeutet die Zusammenführung von Technik, Software, IT, Mitarbeitern und externen Partnern über den gesamten Wertschöpfungsprozess. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem ganzheitlichen Ökosystem, in dem alle Beteiligten durch die engmaschige Vernetzung und den gezielten Informationsaustausch voneinander profitieren. In einem solchen Ökosystem werden Daten zu Informationen aufbereitet, das spart Zeit und stellt für die Anwender im Gegensatz zum reinen Datenaustausch einen erhöhten Nutzen dar.

Firmenübergreifende Vernetzung
Selbstverständlich schränkt man sich in einem solchen Ökosystem räumlich gesehen nicht auf die Grenzen des Firmenareals ein. Die Vernetzung erfolgt firmenübergreifend, der Zugriff auf die Applikationen ist zu jeder Zeit und von jedem Ort aus möglich. Netilion ist ein Cloud-basiertes, zertifiziertes und herstellerunabhängiges IIoT-Ökosystem, das den Anwendern hilft, ihre Prozesse und Abläufe kontinuierlich zu verbessern. Netilion besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammen vernetzt sind, untereinander Daten austauschen und anwendungsspezifisch, gezielte Informationen generieren. Die wichtigsten Komponenten des Netilion-Ökosystems sind:
■ Netilion Cloud: zentrale Datenspeicherung
■ Netilion API (Application Programming Interface), eine herstellerunabhängige Datenschnittstelle für die Anbindung externer Datenclouds und Leitsysteme
■ Netilion Connect zur Verbindung der Netilion Cloud mit vor Ort installierten Feldgeräten und Systemen. So wird ein zweiter Kanal parallel zur Prozesssteuerung des Kunden eröffnet – die Anlagensteuerung,  das operative System bliebt unangetastet
Die Onlinedienste stehen den Usern immer und überall zur Verfügung. Die eigentlichen Anwendungen, die Daten verknüpfen und gezielt aufbereiten, werden mit Netilion Services und Netilion Smart Systems bezeichnet.

Safety First – EuroCloud-Zertifikat
Für die Bereitstellung der digitalen Daten smarter Sensoren aus der Feldebene setzt Endress+Hauser auf die Cloud. Die Integration der Sensordaten in die Cloud-Plattform ist mit dem EuroCloud-Zertifikat auf Vier-Sterne-Niveau zertifiziert, dem höchsten Sicherheitsniveau der Prozessautomatisierung. Um dieses Zertifikat zu erlangen, wurden verschiedene Funktionen und Leistungsmerkmale in der Software implementiert. Im Folgenden die ergriffenen Sicherheitsmassnahmen:
■ Passwortverschlüsselung: E+H speichert die Passwörter der User nicht in Klartext. Auf User-Seite werden Passwörter mit  bcrypt+Salt+Pepper verschlüsselt. Nur der Hash wird in der Datenbank gespeichert
■ OAuth: Sichere Benutzeridentifizierung durch einen Prozess auf Basis von Tokens
■ Verschlüsselte Kommunikationskanäle: Der Kommunikationskanal zum Cloud Service wird über sichere und verschlüsselte HTTPS-Verbindungen hergestellt
■ Server-Standort: Genutzt werden ausschliesslich Serverstandorte in Europa
■ Gateway-Sicherheit: Das Gateway zeichnet nur im Feld gewonnene Daten auf und überträgt diese an die Cloud. Umgekehrt, d.h. von der Cloud zum Gateway, wird keine Kommunikation hergestellt

Netilion Services – Applikationen 
Analytics, Health, Library Unter Netilion Services versteht man die eigentlichen Anwendungen in Form von Smartphone Apps oder Web-basierte Softwarelösungen, die dem Nutzer die Daten für den jeweiligen Anwendungsfall visualisieren und jederzeit und von jedem Ort aus, zugänglich machen. Im Folgenden werden beispielhaft die Netilion Services Analytics, Health und Library erläutert.
Für einen erfolgreichen Betrieb von Prozessanlagen muss man die Feldgeräte optimal verwalten und warten. Die hierfür notwendige Erfassung der installierten Geräte ist traditionell mit einem hohen manuellen Aufwand sowie intensiven Recherchen verbunden. Kurz gesagt – die wiederkehrende Geräteerfassung ist fehlerbehaftet und kostenintensiv. Hinzu kommt, dass die eingebauten Feldgeräte in den Prozessanlagen von verschiedensten Herstellern sind. Dies birgt zusätzliche Probleme bei der Wartung der Feldgeräte.

Gerätedaten erfassen – ganz einfach
Die manuelle Erfassung der installierten Basis wird mit Hilfe der Scanner App von Endress+Hauser deutlich vereinfacht. Feldgeräte lassen sich damit herstellerunabhängig erfassen und weitere Informationen wie Bilder und GPS-Koordinaten ergänzen. Abschliessend werden die Daten in der Netilion Cloud gespeichert, und es entsteht ein digitaler Feldgeräte-Zwilling. Neben der manuellen Erfassung gibt es je nach Systemtopologie und Schnittstelle der Feldgeräte auch die Möglichkeit der automatischen Erfassung.

Analytics – Transparenz und Struktur bei der installierten Basis
Die Web-Applikation Analytics schafft Transparenz bei den erfassten Feldgeräten und erlaubt die Zuordnung der Geräte auf Anlagenbereiche. Unter Analytics lassen sich darüber hinaus weitere Informationen zu den einzelnen Feldgeräten ergänzen und in Verbindung mit dem Onlinedienst Library Dokumente wie zum Beispiel Betriebsanleitungen, Wartungsanleitungen und Kalibrierzertifikate anhängen. Mit Hilfe verschiedener Dashboards kann man die Anlage analysieren. Die Dashboards geben einen schnellen Überblick über die in der Anlage installierten Feldgeräte in Bezug auf Hersteller, Typ, Kritikalität und Einsatzort.

Kritischen Gerätestatus rechtzeitig erkennen
Da im Fall eines kritischen Gerätestatus oder eines unerwarteten Geräteausfalls jede Minute zählt, nennt die Online-Anwendung Health Ursachen und Massnahmen zu aktuellen Diagnosemeldungen, was die aufwändige und zeitkritische Informationsbeschaffung auf ein Minimum reduziert. Aufbauend auf diesen Online-Dienstleistungen will sich Endress+Hauser auf die vorrausschauende Wartung der Feldgeräte und Prozesse fokussieren. Interessant wird dies besonders dank der Heartbeat Technology, denn diese erzeugt zusätzliche Diagnose- und Monitoring-Informationen rund um den Sensor und den Prozess, wie beispielsweise zur Abnutzung des Sensors oder zu Ablagerungen im Rohr.

Netilion Smart Systems – kontinuierliche Messdatenüberwachung
Die Netilion Smart Systems sind Pakete mit smarten Sensoren, einem Messumformer und einem Edge Device inkl. SIM-Karte. Die qualifizierten Messdaten werden zyklisch zur Netilion Cloud übertragen. Das Smart System ist komplett vorkonfiguriert und verbindet sich nach der Vor-Ort Installation automatisch mit der Netilion Cloud. Damit sich die Daten visualisieren lassen, wird auf dem Smartphone die Smart Systems App installiert. Die App steht für Smartphone mit den Betriebssystemen IOS oder Android zur Verfügung.  Nach erfolgter Registrierung und Anmeldung bei der Netilion Cloud erhält man die Messdaten. Darüber hinaus lassen sich die Messdaten unter Angabe des gewünschten Zeitbereichs aus der Netilion Cloud auf den PC herunterladen.

Diverse Smart Systems stehen bereits zur Auswahl
Netilion Smart Systems für Aquakulturen: Fischzüchter stehen vor vielen Herausforderungen, die täglich, rund um die Uhr, zu meistern sind: Den Bestand in einem guten Zustand zu halten und gleichzeitig den Einsatz an Nahrungsmittel und weiteren Ressourcen zu minimieren. Das Netilion Smart System hilft dabei, die Wasserqualität der Aquakulturen kontinuierlich zu überwachen und bei Abweichungen zunächst zu alarmieren. Damit lässt sich die Fischsterblichkeit senken und die Umgebungsbedingungen in der Aquakultur optimieren.
Netilion Smart System für Oberflächenwasser: Eine gute Wasserqualität ist für eine gute Lebensqualität unerlässlich. Oberflächenwasser in Flüssen oder Seen ist anfällig für verschiedene Umwelt- und menschliche Einflüsse. Das Netilion Smart System für Oberflächenwasser unterstützt, die Qualität von Oberflächenwasser auf intelligente und einfache Weise automatisch zu überwachen. Das Netilion Smart System eignet sich neben Festinstallationen auch optimal für temporäre Messungen und wechselnde Messorte.

Infoservice Endress+Hauser (Schweiz) AG Kägenstrasse 2, 4153 Reinach Tel. 061 715 75 75, Fax 061 715 27 75 info@ch.endress.com, www.ch.endress.com

 



Grafische Darstellung des innovativen Netilion IIoT-Ökosystems von Endress+Hauser


Grafische Darstellung des innovativen Netilion IIoT-Ökosystems von Endress+Hauser


Die einzelnen Komponenten eines Netilion Smart Systems