IoT Sensoren in tech. Anlage

**i_make_it** · 08.06.2017, 12:10

Zitat von oberallgeier

3. in eine Marktrecherche investieren

Leider hilft das nicht unbedingt, weder bei IoT/Smart Home noch bei I40 oder grüner Energiewende.
Keine 20 Tage her aber erschreckend:
http://www.ardmediathek.de/tv/Report...entId=43011206

Bei der letzten Cybersecurity Conference hat einer unserer Security Consultants direkt vor seinem Vortrag noch ein Paar security Cams und Alarmanlagen die offen im Web stehen angesurft und nur noch schnell die Bilder anonymisiert.
Später hat das CRT (Crisis Response Team) der Mannheimer Uni noch enen Livehack durchgeführt.
Sehr viele sehen bei der Produktauswahl (Kunde) und der Produktentwicklung (Hersteller) nur, was will ich haben. Das "was darf auf keinen Fall passieren" wird leider zu oft vergessen.

In diesem Thrad, geht es zwar "nur" um remote monitoring, aber was verraten alleine diese Daten meinem Mitbewerber oder einem Angreifer? Oder ist der Datenlieferant wirklich so aufgebaut, das er nur Daten liefert und nicht auch entgegen nehmen kann?
Mit der möglichen Folge von Datenverfremdung oder als Einbruchsstelle in das komplette System zu fungieren.
Bei "Industriestandard" in der Eingangsfrage kommen halt auch immer: Industrieanforderungen, Sicherheitsvorschriften, Gefahrenpotentiale etc. mit hoch.
Mit mal eben schnell ins Internet bringen um ein paar Euro für jemanden der vor Ort kontrolliert zu sparen, kann halt schnell in Millionenforderungen gehen wenn genau dadurch dann was passiert.

Ich habe letztens auch ein Projekt gecancelt, das mich auch persöhnlich sehr interessieren würde.
Der Primätkunde hat momentan pro Einsatz 10k€ Zusatzkosten durch Nachjustage.
Bei ca. 200 Einsätzen im Jahr.
Ein spezielles Messgerät könnte helfen zu prüfen ob die Maßnahme notwendig ist oder nicht.
Und infolgedessen Einfluß auf die Auswahl der Speditionsunternehmen um entsprechend sorgfältige Logistiker zu präferieren.
Im ersten Schritt habe ich einen simplen Aufbau mit einem Nano und ein paar Sensoren gebaut und nachgewiesen, das es machbar ist.
Dann den Aufwand und die Teileauswahl für einen Prototypen ermittelt.
Danach geprüft welche Gesetze und Verordnungen greifen würden um die Entwicklungskosten bis zum Serienprodukt abschätzen zu können (EMV Prüfung, und Prüfungen nach Messgeräte Richtline, etc.).
Zum Schluß noch ob es bereits Patente in die Richtung gibt.
Nachdem nun feststand das es möglich ist, keine Ansprüche Dritter verletzt werden (Patente), und die Kosten bis zum Serienprodukt abgeschätzt waren, kam die einfache Wirtschaftlichkeitsrechnung.
und bei einem Bedarf von 30-40 Geräten beim Primärkunden und eventuell ein Seklundärkunde der noch mal bis zu 100 Geräte abnehmen könnte, war das Projekt vom Tisch.
wenn ich im Idealfall 140 Geräte abgenommen bekomme und sonst gegen Konkurenz antreten muß, die 60% von dem können, aber damit 99% des Marktes abdecken. rechnet sich das nicht, selbst wenn man direkt mit dem serientauglichen Produkt in den entsprechenden Prüfungen reingeht.

**Bullred** · 08.06.2017, 13:24

Hallo Leute,

vielen Dank für die rege Beteiligung - super freundlich.

Mein Projekt hat sich geändert bzw. die Aufgaben wurden neu verteilt:
Meine Aufgabe besteht jetzt lediglich darin, die Daten, die von den Sensoren kommen auf eine Plattform zu übertragen und zu visualisieren.
Ich stehe dennoch vor dem Problem, dass ich mich mit Sensoren und den Standards kein bisschen auskenne --> absoluter Fußgänger.

Nehmen wir mal an, die Sensoren wurden an der Anlage verbaut. Hängen alle an einem Microcontroller(?). Ab hier fängt also mein Job an. Ich dachte an einen Gateway, der ans handynetz angeschlossen ist. Die Visualisierung sollte dann kein Problem mehr sein, sobald die Daten an der richtigen Stelle sind.

Wie verknüpfe ich die Sensoren (4-20mA) mit dem Gateway?
Welche Schnittstellen und Übertragungsmethoden sind für eine solche Übertragung gängig? Gibt es hier einen Industriestandard?

Ergänzung: Daten vom Gateway muss nicht zwingend übers Handynetz übertragen, jedoch besteht keine 100%ige Garantie, dass bei allen Anlagen WLAN Empfang besteht, somit wäre hier erhöhter Aufwand durch das Aufrüsten des WLAN Netzwerks vor Ort

Grüße
Rouven

**Peter(TOO)** · 08.06.2017, 14:13

Hallo Rouven,

Zitat von Bullred

Ergänzung: Daten vom Gateway muss nicht zwingend übers Handynetz übertragen, jedoch besteht keine 100%ige Garantie, dass bei allen Anlagen WLAN Empfang besteht, somit wäre hier erhöhter Aufwand durch das Aufrüsten des WLAN Netzwerks vor Ort

AuWeia!
Eine Maschinensteuerung in der Fabrik über WLAN?

Was für Maschinen sind das denn?
Normalerweise hat man in einer Industrieumgebung jede Menge Störquellen und eine stabile WLAN-Verbindung ist dadurch schon einmal nicht garantiert.
Hast du da überall Empfang mit den Handy?

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Zitat von Ceos

bleiben wir mal bei der grundlegenden frage

um was für eine kategorie "anlage" es sich handelt?
reden wir hier über was zusammengebautes, bei dem man nur ein paar grenzwerte überwachen muss um den status der anlage erfassen zu können?
reden wir hier von einer gesteuerten anlage, bei denen du die messwerte auch irgendwie zur steuerung umwandeln musst?

Der Appetit kommt mit dem Essen.
Fängt man mit einer reinen Überwachung, also nur die Messwerte anzeigen, an, kommt der Rest ganz schnell von selbst. Wenn man aus der Ferne schon erkennt, was schief geht, könnte man doch auch gleich aus der ferne versuchen das Problem zu lösen ....

**Ceos** · 08.06.2017, 14:20

Der Appetit kommt mit dem Essen.
Fängt man mit einer reinen Überwachung, also nur die Messwerte anzeigen, an, kommt der Rest ganz schnell von selbst. Wenn man aus der Ferne schon erkennt, was schief geht, könnte man doch auch gleich aus der ferne versuchen das Problem zu lösen ....

deswegen auch etwas ausführlicher von mir als üblich der hinweis auf ausfall und störsicherheit ... da bin ich ein kleiner pitbull (jaja ich weis stereotypisches denken) und beiss immer wieder auf dem sicherheitsaspekt rum .... wusstest du z.B. dass ein sensor ein Safety Level von 3 haben darf, wenn er per se nicht wirklich redundant ausgelegt ist aber auf dem safety manual vermerkt ist dass man 2 stück davon braucht für SIL3 ? ... alles eine frage der verwendung

**Peter(TOO)** · 08.06.2017, 14:34

Zitat von Ceos

deswegen auch etwas ausführlicher von mir als üblich der hinweis auf ausfall und störsicherheit ... da bin ich ein kleiner pitbull (jaja ich weis stereotypisches denken) und beiss immer wieder auf dem sicherheitsaspekt rum .... wusstest du z.B. dass ein sensor ein Safety Level von 3 haben darf, wenn er per se nicht wirklich redundant ausgelegt ist aber auf dem safety manual vermerkt ist dass man 2 stück davon braucht für SIL3 ? ... alles eine frage der verwendung

Nö, wusste ich nicht. Aber zu meiner Zeit war das alles noch nicht so haarklein geregelt wie Heute.
Allerdings gab es Entwickler mit gesundem Menschenverstand.

Allerdings, was hilft Redundanz, wenn man aufs falsche Pferd setzt und einfache Plausibilitätskontrollen vergisst, wie bei Schiaparelli?

**i_make_it** · 08.06.2017, 14:30

Zitat von Bullred

Nehmen wir mal an, die Sensoren wurden an der Anlage verbaut. Hängen alle an einem Microcontroller(?). Ab hier fängt also mein Job an. Ich dachte an einen Gateway, der ans handynetz angeschlossen ist. Die Visualisierung sollte dann kein Problem mehr sein, sobald die Daten an der richtigen Stelle sind.

Wenn Industrieanlage, dann keine µC Bastellösung.
In so einer Industrienalage Stecken auch gerne mal etwas größere elektrische Verbraucher oder reihenweise Magnetventile.
Da gibt es dann so Sachen wie Spannungsspitzen auf der Stromversorgung, Induktion durch Magnetfelder, Elektomagnetische Störfelder durch Motoren, Frequenzumrichter etc.
Ublicherweise hängen Sensoren an SPS Steuerungen oder an Feldbus Sensormodulen, die gegen diese Industrieeinflüsse weitestgehenst imun sind.
Jetzt kommt es erst mal darauf an welche "Sprache" (Busprotokolle) sprechen die Systeme wenn es digitale Daten sind.

Zitat von Bullred

Wie verknüpfe ich die Sensoren (4-20mA) mit dem Gateway?

4-20 mA kann gnauso eine digiale Schnittstelle wie eine analoge sein.
Da der Strombereich sowohl linear durchlaufen werden kann als auch bestimmte Strompegel für digitale Nullen und Einzen definiert sein kann.
Mit der Angabe weißt Du bis jetzt nur, das Du eine Stromschnittstelle und keine Spannungsschnittstelle hast.

Also klären analog/digital
Wenn Analog muß meist auf Spannung umgesetzt werden, damit man mit 0815 Geräten die Daten verarbeiten kann.
Wenn Digital, dann welches Busprotokoll. Und welche bedeutung haben die Daten?

Wenn man die Sensordaten erst mal interpretieren kann. also z.B.: 5mA bedeuten 10°C oder 1 01100110 0 11 bedeuten 102 und das bedeutet 0,5 bar.
Dann muß man das irgendwie Weiter bekommen.
In einer normalen urbanen Umgebung kann man oft einfach einen µC mit einem LTE Modul nehmen und fertig ist das Datenhandy.
In einer technischen Industrieanlage hat man die schon oben erwähnten elektromagnetischen Störungen und sehr oft eine Menge Stahl.
Da ist dann auch schon mal mit dem Handy Empfang Essig.

Also benötigt man ggf. einen Netzwerkanschluß und die Möglichkeit die Daten z.B. in VoIP Pakete gepackt in ein Telefonienetz zu schicken um sie von dort dann ins Mobilnetz zu bekommen.

Also eine Menge Wenn und Aber die erst mal geklärt werden müssen bevor man konkret werden kann.

Wegen Deinem Part, empfehle ich dir mal OPC UA:
https://de.wikipedia.org/wiki/OPC_Unified_Architecture

**oberallgeier** · 08.06.2017, 14:49

Zitat von i_make_it

Wenn Industrieanlage, dann keine µC Bastellösung .. Da gibt es dann so Sachen wie Spannungsspitzen auf der Stromversorgung, Induktion durch Magnetfelder, Elektomagnetische Störfelder durch Motoren, Frequenzumrichter etc. ..

Hmm - sorry für die Pingeligkeit: ".. Da gibt es dann so Sachen wie Spannungsspitzen auf der Stromversorgung .. etc .." Nee, das ist der Alltag, der Normalfall. Beim Drehstromnetz Spitzen von tausend+ V und so kommt nicht nur alle Stunden vor usf. Mein Notebook bei einer kurzzeitigen - hmmmm - privaten - Maschinenüberwachung in einem Industriebetrieb lief eigentlich selbst am eigenen Akku nie ganz zuverlässig. Und das ist nur ein Problem von vielen.
Und dann gabs noch z.B. den Fall, dass alles sauber läuft. UND dann brauchte der Betriebsleiter unbedingt die dicke Elektroleitung quer durch die Halle. Und dann . . . gabs Problemchen. Sorry für meine Schwarzrederei - hier im Thread gehts ja eben um geringe Anforderungen im industriellen Umfeld.

**i_make_it** · 08.06.2017, 15:12

Zitat von oberallgeier

Hmm - sorry für die Pingeligkeit: ".. Da gibt es dann so Sachen wie Spannungsspitzen auf der Stromversorgung .. etc .." Nee, das ist der Alltag,

Ich wollte es nicht gleich komplett zerreden.
Wenn ich neben einem 450kV Laserresonator stehe, und die Verkleidung ist zur Wartung ab, passiert in der Halle auch nicht mehr viel sobald ich den Stahl zünde und noch nicht alles optimal eingestellt ist.
Am Fraport war in den 1990ern auch mal die Vorfeldkontrolle weg, weil ein Techniker meinte er müsse mal eben an den Rechner im Tower und hat den Schrank bei aktivem Vorfeldradar geöffnet.
Alle 30 Sekunden crash, synchron zur Drehung der Radarantenne war dann angesagt.
Und bei einer Induktinshärtemaschine sind bei unter 2Meter Abstand auch alle Kreditkarten schön sauber.
Hatte ich 1988 bei einem Tag der offenen Tür. Wir hatten riesen Schilder aufgestellt und trotzdem waren später bei hunderten Besuchern die Magnetstreifen gelöscht.
Taschenrechner waren an der Maschine tabu, es wurde wenn mit mechanischen Rechnern gerechnet.
Wenn ich mir heutige Hobbybastler Elektronik in der Umgebung vorstelle, kriege ich das breite grinsen. "robustheit" fällt mir da als Anforderung ein.

HaWe · 08.06.2017, 16:13

Zitat von i_make_it

Ich wollte es nicht gleich komplett zerreden.

Wenn ich neben einem 450kV Laserresonator stehe, und die Verkleidung ist zur Wartung ab, passiert in der Halle auch nicht mehr viel sobald ich den Stahl zünde und noch nicht alles optimal eingestellt ist.
Am Fraport war in den 1990ern auch mal die Vorfeldkontrolle weg, weil ein Techniker meinte er müsse mal eben an den Rechner im Tower und hat den Schrank bei aktivem Vorfeldradar geöffnet.
Alle 30 Sekunden crash, synchron zur Drehung der Radarantenne war dann angesagt.
Und bei einer Induktinshärtemaschine sind bei unter 2Meter Abstand auch alle Kreditkarten schön sauber.
Hatte ich 1988 bei einem Tag der offenen Tür. Wir hatten riesen Schilder aufgestellt und trotzdem waren später bei hunderten Besuchern die Magnetstreifen gelöscht.
Taschenrechner waren an der Maschine tabu, es wurde wenn mit mechanischen Rechnern gerechnet.
Wenn ich mir heutige Hobbybastler Elektronik in der Umgebung vorstelle, kriege ich das breite grinsen. "robustheit" fällt mir da als Anforderung ein.

hahaha, das ist die Untertreibung des Jahrtausends, dafür würde ich nen Guinnesbuch-Eintrag beantragen.

Fällt das noch in den Bereich "realistische Selbstwahrnehmung"?

mannomannomann, merkt ihrs noch? Was kleistert ihr den OP hier wieder zu mit Fachbegriffen, Monsterszenarien, Normen und Vorschriftsdiskussionen, meint ihr ernsthaft, das versteht jemand, der noch nicht mal "als Fußgänger" weiß, wie man Sensorwerte erfasst, verschlüsselt und überträgt...?

Und von "Fern-Steuerung und Fern-Reparatur" hat ja noch keiner was gesagt, zumindest nicht der OP.

Um ein oberflächliches "Gefühl" für die Dinge zu kriegen, braucht es mindestens ein wenig praktisches Verständnis, finde ich, also ein Arduino-Bastelset und vlt gleich noch einen ESP8266 dazu.
Aber dann war IMO der Schlüsselsatz (sinngemäß):
keine Hobby-Technik-Basteleien mit Laienwissen für Industrieanwendungen, sonst gibt's Ärger mit Haftung und Versicherungen, wenn mal was schief geht.
Gegen laienhafte Hobby-Basteleien für den Hobby-Bereich ist ntl nichts zu sagen, um ein wenig rumzuspielen und sich ein wenig "technisch fortzubilden".