Linux in der Automatisierung

Sicher, flexibel, zuverlässig

Fernüberwachung mit Linux
Wo unbemannte Geräte oder Prüfstände mit Dauertests betrieben werden, muss man jederzeit den Anlagenzustand im Blick behalten können. Diese Aufgabe übernimmt eine Fernüberwachung, die aus einer Kommunikationseinheit mit Webserver besteht. Die Lösung arbeitet auf Linux-Basis, denn sicher ist sicher.

Zahlreiche Anlagen und Geräte werden ohne ständige personelle Besetzung betrieben. Das sind zum Beispiel Prüfstände, auf denen Dauertests laufen oder Anlagen zur Umweltüberwachung, im Bereich der Energieversorgung oder Gebäudeleittechnik. Diese Systeme müssen regelmäßig aufgesucht werden, um ihre korrekte Funktion zu überprüfen oder auch Daten abzurufen. Ein Stillstand oder eine Fehlfunktion eines derartigen Systems ist mit hohen Kosten verbunden, besonders wenn dieser Zustand längere Zeit unbemerkt bleibt.

Abhilfe schafft hier „Control to Web“, kurz ctrl2web. Dieses System erlaubt es, jederzeit den Zustand einer beliebigen Anlage im Blick zu behalten. Es besteht aus zwei Komponenten, dem Smart Linux Remote Controller (SLRC), einer kompakten Kommunikationseinheit und dem ctrl2web-Server. Darüber hinaus benötigt man noch einen PC mit Internetzugang sowie optional ein Mobiltelefon beziehungsweise ein Telefaxgerät.

Hohe Leistung und ­geringer Stromverbrauch

Für das Design des Remote Controllers waren mehrere Vorgaben zu beachten: Die Sicherheit gegen unberechtigte Zugriffe und die sichere Kommunikation zum Server, ferner eine kurze Entwicklungszeit, hohe Flexibilität und geringe Kosten sowie ein geringer Energieverbrauch und hohe Zuverlässigkeit. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, fiel die Wahl auf einen RISC-Prozessor mit ARM-Architektur. Die ARM-Prozessoren haben eine hohe Leistung bei minimalem Stromverbrauch. Als Betriebssystem wurde Linux gewählt, um die erforderliche Sicherheit und Flexibilität zu erreichen. Die Kommunikation zum Server sichert das erprobte SSL-Protokoll ab, das unter anderem auch für Onlinebanking verwendet wird.

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Durch die Wahl von Linux als Betriebssystem besteht die Möglichkeit, jede dafür verfügbare Open Source-Software auf dem SLRC einzusetzen. Der Projektierungsaufwand ist erfahrungsgemäß in den meisten Fällen gering. Dank dieser Systemeigenschaften konnten folgende Features mit Hilfe von vorhandener Open Source Software realisiert werden: die direkte Einwahl in das Gerät, der Versand von Telefax-Nachrichten und der Versand von SMS.

Dank der vorzüglichen Netzwerkunterstützung von Linux kann der SLRC auch als WAN-Router für entfernte Netzwerke dienen. Zu diesem Zweck wird ein sicherer Kanal über das GPRS-Netzwerk und das Internet vom Controller aus auf einen zentralen Server aufgebaut und über diesen das Netzwerk geroutet.

Ein wesentlicher Aspekt bei Geräten wie dem Remote Controller ist, dass diese nicht vor dem Ausschalten herunter gefahren werden. Um sicher zu stellen, dass im Fall eines Stromausfalls keine Probleme auftreten, wurden umfangreiche Maßnahmen und Tests durchgeführt.

Alle Komponenten sind Open Source-Software

Die zweite Komponente von ctrl2web ist der Server, auf dem die Informationen des SLRC für den Benutzer zur Verfügung gestellt werden. Auf diesem Server läuft ebenfalls Linux. Sämtliche Komponenten sind Open Source Software. Als Datenbank kommt PostgreSQL zum Einsatz, für die Kommunikation zum Benutzer sorgt Apache zusammen mit Perl.

Dieser Server wird für die Benutzer von ctrl2web zur Verfügung gestellt und ist über das Internet jederzeit erreichbar. Hier können sämtliche Informationen über die einzelnen Anlagen abgerufen werden. Der Server archiviert diese Informationen mit exaktem Zeitstempel, sodass die Funktion der Anlage stets nachvollziehbar ist. Selbstverständlich kommen hier die gängigen Sicherungsmaßnahmen zum Einsatz, die diese wertvollen Daten vor unberechtigtem Zugriff schützen.

Über diese Protokollierung hinaus steht ein ausgereiftes Alarmierungssystem zur Verfügung. Sobald ein Parameter der überwachten Anlage den erlaubten Bereich verlässt, kann eine entsprechende Nachricht als E-Mail, als SMS oder als Telefax an eine frei definierbare Adresse beziehungsweise Nummer versandt werden. Auf diese Weise ist eine schnelle Reaktion des zuständigen Mitarbeiters möglich, ohne dass er ständig an seinem PC sitzen muss. Stephan Hoffmann (gm)

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