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Home > Reviews > Die 10 besten Tools zur Überwachung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen
August 06, 2023
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), auch als Programmierbare Logische Steuerungen (PLS) bekannt, sind Industriecomputer, die zur Überwachung und Steuerung von Fertigungsprozessen eingesetzt werden, einschließlich Umwelt- und Maschinensensoren, Montagelinien, Industrieroboter und vieles mehr.
Sie wurden 1968 für General Motors entwickelt, um die vorherigen analogen und festverdrahteten Automatisierungssysteme zu ersetzen. Die Popularität von SPSen beruht auf ihrer höheren Zuverlässigkeit, ihrer Erweiterbarkeit und ihrer einfacheren und flexibleren Programmierung, die eine schnelle Iteration von Fertigungsprozessen und eine bessere Anpassung an spezifische Anforderungen ermöglicht.
In den letzten 50 Jahren haben sich Speicherprogrammierbare Steuerungen weltweit im Herzen industrieller Abläufe etabliert und wurden zu wichtigen Bestandteilen größerer Trends wie der Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) und dem industriellen Internet der Dinge (IIoT), die ihrerseits Teil dessen sind, was wir als “vierte industrielle Revolution” oder “Industrie 4.0” bezeichnen.
Häufig gestellte Fragen zur Überwachung Speicherprogrammierbarer Steuerungen
Was sind SPS-Monitoring-Tools?
Tools zur Überwachung Speicherprogrammierbarer Steuerungen können zur Überwachung des Status, des Zustands und der Leistung von SPSen in Ihrer industriellen Infrastruktur eingesetzt werden. Sie können unterschiedlich komplex sein, von einfachen Tools, die die von Ihren SPSen empfangenen Rohwerte melden, bis hin zu anspruchsvolleren Tools, die Funktionen wie die Analyse historischer Daten, Performance-Baselining oder das Gerätemanagement umfassen.
Beachten Sie, dass viele Speicherprogrammierbare Steuerungen nicht in der Lage sind, über moderne Schnittstellen und Protokolle wie Ethernet, USB oder TCP/IP zu kommunizieren. Um diese aus der Ferne zu überwachen, benötigen Sie ein Hardware-Gerät, das als Gateway fungiert und über ältere Schnittstellen (z. B. seriell) und Protokolle mit Ihren SPSen kommuniziert, Informationen sammelt und sie an einen Cloud-Dienst weiterleitet.
Einige der in diesem Artikel erwähnten Lösungen sind als Paket erhältlich, bei dem Sie die Hardware kaufen und Zugang zur Softwareplattform erhalten. Es liegt an Ihnen zu entscheiden, ob diese zusätzliche Hardware benötigt wird und ob Sie die Kosten dafür in Kauf nehmen möchten.
Warum sollten Sie in die Überwachung Speicherprogrammierbarer Steuerungen investieren?
Es gibt viele Gründe, in die Überwachung von SPSen zu investieren. Hier sind fünf davon, in beliebiger Reihenfolge.
Worauf ist bei der Auswahl von Monitoring-Tools für Speicherprogrammierbare Steuerungen zu achten?
Im Großen und Ganzen gibt es 5 Hauptmerkmale, auf die Sie bei der Auswahl von Überwachungsprogrammen für SPSen achten sollten. Beachten Sie, dass diese je nach Ihren spezifischen Anforderungen variieren können.
Wie kann man Speicherprogrammierbare Steuerungen überwachen?
Es gibt viele Tools zur Überwachung Speicherprogrammierbarer Steuerungen von ebenso vielen verschiedenen Anbietern, die sich entweder nur auf einen einzigen Aspekt der Aufgabe konzentrieren oder diese Fähigkeit als Teil einer breiteren Palette von Funktionen anbieten. Nachfolgend stellen wir einige davon vor, in keiner bestimmten Reihenfolge.
PRTG, Ixon, CNCNetPDM, Zabbix, Modbus Monitor, PLC Analyzer Pro,
MachineMetrics, AnyViz, Bridgera Monitoring, DataDog
Paessler PRTG ist das Schweizer Taschenmesser der Überwachungswelt. PRTG basiert auf grundlegenden Überwachungselementen, die “Sensoren” genannt werden. Ein Sensor überwacht in der Regel einen Messwert in Ihrem Netzwerk, zum Beispiel den Datenverkehr eines Switch-Ports, die CPU-Last eines Servers, den freien Speicherplatz eines Laufwerks, und so weiter.
Mit mehr als 250 eingebauten Sensoren für verschiedene Aufgaben, Gerätetypen und Anwendungsfälle werden Sie kaum etwas finden, das Sie mit PRTG nicht überwachen können. Darüber hinaus können Sie Sensoren beliebig kombinieren und sogar benutzerdefinierte Sensoren einsetzen, um eine auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Monitoring-Lösung zu erstellen.
PRTG enthält Sensoren für zwei der gängigsten Kommunikationsprotokolle, die von SPSen verwendet werden: Modbus TCP, bei dem Daten über TCP/IP-Netzwerke übertragen werden, und Modbus RTU, das üblicherweise für die serielle Kommunikation verwendet wird. Beide ermöglichen den Zugriff auf alle Register-, Wert- und Datentypen, die durch das Protokoll spezifiziert sind. Es gibt auch Sensoren für das MQTT-Protokoll, das häufig für IoT-Geräte verwendet und von einigen SPSen unterstützt wird.
Die von PRTG gesammelten Informationen werden auf einem zentralisierten Dashboard mit allen relevanten Metriken angezeigt. Sie können Warnmeldungen auf der Grundlage von Schwellenwerten festlegen, bei deren Überschreitung Sie per SMS-Nachricht oder E-Mail benachrichtigt werden. Außerdem gibt es eine automatische Berichtsfunktion, mit der Sie das Management und Ihre Mitarbeiter auf dem Laufenden halten können.
PRTG ist auf Basis einer unbefristeten Lizenz erhältlich, was bedeutet, dass nach dem Erwerb der Lizenz keine wiederkehrenden Abonnementkosten anfallen. Das Tool läuft auf Windows Server 2012 R2, 2016, 2019, 2022 oder Windows 11. Es gibt eine 30-tägige kostenlose Testversion von PRTG, bei der alle Funktionen verfügbar sind.
Die IXON Cloud Platform ist eine komplett in der Cloud verwaltete IoT- und IIoT-Lösung, die laut eigener Aussage die Notwendigkeit von Mitarbeitern vor Ort für Aufgaben wie Gerätekonfiguration, Updates und Benutzerverwaltung verzichtbar macht, so dass Sie Ihre gesamte Flotte von einem einzigen Standort aus und über eine benutzerfreundliche Schnittstelle verwalten können.
Daten können von SPS-Geräten auf Basis eines Zeitintervalls, einer Statusänderung oder eines bestimmten Auslösers (z. B. beim Überschreiten eines Wertes) gesammelt und über eine sichere Verbindung in die Cloud übertragen werden. Die Plattform ermöglicht den Zugriff sowohl auf historische als auch auf Echtzeitdaten, so dass Sie einen Einblick in vergangenes Verhalten und Informationen über den aktuellen Status erhalten.
Das IXON Studio ist ein codefreier Drag-and-Drop-Editor, der die Erstellung von benutzerdefinierten Dashboards und Visualisierungen ermöglicht, die für verschiedene Benutzer und Rollen personalisiert werden können. Und für alle, die etwas wirklich Einzigartiges benötigen, ermöglicht eine vollständig dokumentierte REST API die Integration aller Funktionen der Plattform in benutzerdefinierte Anwendungen.
Bei der IXON Cloud Platform handelt es sich um SaaS (Software-as-a-Service), die in zwei Varianten erhältlich: Standard und Enterprise. Der Standard-Plan ist kostenlos für Benutzer der IXRouter VPN-Router & Edge-Gateway-Geräte, die Daten von SPSen und Industriegeräten sammeln und an die Cloud weiterleiten.
CNCNetPDM dient als “Vermittler”, der Daten von Ihren SPSen über deren native Kommunikationsschnittstellen (wie Ethernet, seriell, Bluetooth, USB oder herstellerspezifische Busse) sammelt und in ein “homogenes” Format übersetzt, das von Ihren Anwendungen übernommen werden kann.
Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Sie sich bei einer heterogenen Flotte, die aus Geräten für verschiedene Zwecke und von verschiedenen Herstellern besteht, nicht um die Besonderheiten jedes einzelnen Geräts kümmern müssen, um ein erfolgreiches Monitoring zu gewährleisten.
Die gesammelten Daten können dann in Ihr bestehendes MES/ERP-System (Manufacturing Execution Planning/Enterprise Resouce Planning) eingespeist werden. Die Kommunikation mit den Geräten erfolgt in beide Richtungen: Sie können Ihre Geräte auch steuern, indem Sie standardisierte Befehle an das Tool senden, die dann in gerätespezifische Befehle übersetzt werden. Auch M2M-Kommunikation wird unterstützt: Die Ausgabe eines Geräts kann in eine geeignete Eingabe für ein anderes Gerät umgewandelt werden.
CNCNetPDM ist eine Softwareanwendung, die auf “allen Microsoft Windows Betriebssystemen von XP SP2 bis Server 2019 oder Windows 11” läuft. Zur Datenspeicherung werden die Datenbanken Oracle 11g bis 12c, Microsoft SQL Server 2008 bis 2019 oder MySQL und MariaDB (Version 5.5 oder höher) unterstützt. Es gibt viele Lizenzierungsoptionen, auch eine kostenlose Version ist verfügbar.
Zabbix ist ein kostenloses Open-Source-Überwachungspaket, das viel kann: Es vereint Server-, Cloud-, Anwendungs-, Dienst- und Netzwerküberwachung in einem einzigen Tool. Zudem ist es modular und kommt mit vielen verfügbaren Plugins, die neue Funktionen hinzufügen.
Eines davon ist das Modbus-Plugin, mit dem Sie Geräte überwachen können, die mit den Modbus RTU- (Remote Terminal Unit, normalerweise über serielle Schnittstellen mit anderen Geräten verbunden) und Modbus TCP-Versionen des Modbus-Protokolls kompatibel sind. Nach der Aufnahme werden die von Ihren SPSen gesammelten Informationen wie jede andere Datenquelle behandelt: Sie können auf dieselbe Weise verarbeitet und in denselben Dashboards visualisiert werden.
Zabbix verfügt über ein sehr flexibles Benachrichtigungssystem, das nicht nur SMS und E-Mail unterstützt, sondern auch moderne Kommunikationsplattformen wie Slack, Microsoft Teams, Telegram, Express.ms, Rocket.chat und mehr. Nachrichten können sogar je nach Typ und Rolle des Empfängers angepasst werden.
Wie gesagt handelt es sich bei Zabbix um ein kostenloses Open-Source-Tool, aber für den technischen Support müssen Sie zahlen. Es gibt fünf Support-Stufen (Silver, Gold, Platinum, Enterprise und Global I), jede mit unterschiedlichen Verfügbarkeitsstufen, Reaktionszeiten und Anzahl der inkludierten Vorfälle und Supportkontakte.
Modbus Monitor ist eine einfache und kostengünstige Multiplattform-Anwendung, die mit Modbus-fähigen Geräten unter Verwendung einer Vielzahl von Protokollen und Schnittstellen kommunizieren kann. Das Tool kann sowohl als Modbus-Server (normalerweise eine SPS, die Daten von angeschlossenen Geräten meldet) als auch als Client fungieren, der die von den Servern gesendeten Daten erfasst und protokolliert.
Die Server können manuell oder in bestimmten Intervallen abgefragt werden, außerdem kann eine Zeitüberschreitung eingestellt werden. Die von der Anwendung gesammelten Daten können nach benutzerdefinierten Kriterien gefiltert oder in Dateien mit durch Kommata getrennten Werten (.CSV) exportiert werden, die in fast jede Tabellenkalkulation oder Datenbank importiert werden können. Kommunikationsprotokolle können ebenfalls gespeichert werden.
Dieses Tool kann auch den Modbus-Verkehr in Ihrem Netzwerk abhören und automatisch Modbus-Maps erstellen, wenn Clients Anfragen an den Server stellen. Eine Modbus-Map ist eine Liste für ein einzelnes Server-Gerät, in der definiert ist, was für Daten es sind und wo und wie sie gespeichert werden. Dies ist nützlich, wenn die Karte unbekannt oder vom Hersteller nicht verfügbar ist.
Modbus Monitor ist als App für Windows im Microsoft Store oder für Android bei Google Play erhältlich. Die Android-Version ist in zwei Versionen erhältlich: einer kostenlosen, die aus einem einfachen Modbus-Client für “Anfänger und Entdecker” besteht, und einer fortgeschrittenen, die einen Client und einen Server sowie Unterstützung für weitere Protokolle umfasst.
Das von Autem entwickelte PLC Analyzer Pro ist ein Softwarepaket, das die Aufzeichnung und logische Analyse von Signalen ermöglicht, die von den SPSen in Ihren Anlagen gemeldet werden. Durch eine direkte Verbindung mit Ihren SPSen und benutzerdefinierten Treibern kann es gleichzeitig bis zu 16 Millionen Variablen von 250 Signalquellen aufzeichnen, was es zu einem praktischen Tool für Fehlerdiagnose, Optimierung, vorausschauende Wartung, Qualitätssicherung und weitere Funktionen macht.
Es gibt einige Add-ons, die den Funktionsumfang des PLC Analyzer Pro erweitern. Das “Videotrack”-Modul ermöglicht die Aufzeichnung und Synchronisierung von Videobildern mit Sensordaten und hilft so bei der Diagnose von mechanischen Fehlern an Maschinen.
Das Virtual HMI (Human-Machine-Interface)-Modul kombiniert eine Ansicht des Status von Bedienfeldern, Tasten und Joysticks mit Sensordaten und einem optionalen Video-Feed vom Videotrack-Modul, um menschliche Interaktionen zu rekonstruieren und durch Bedienungsfehler verursachte Probleme zu diagnostizieren.
PC Analyzer Pro erfordert Windows 7, 8, 10 oder 11, in 32- oder 64-Bit-Editionen. Das Tool wird in einem unbefristeten Lizenzmodell angeboten, wobei sich die Preise nach der Anzahl der benötigten Arbeitsplätze und Treiber richten. Es ist eine kostenlose Demoversion erhältlich.
MachineMetrics ist eine Cloud-basierte IIoT-Plattform für “moderne Maschinen”. Sie wurde entwickelt, um die Leistung von Fertigungsanlagen zu überwachen und zu analysieren und Ihnen dabei zu helfen, Engpässe, Ineffizienzen und Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen.
Das Tool verwendet Hardware-Geräte namens MachineMetrics Edge, um Daten von “jeder Maschine” mit einer Rate von bis zu 1 KHz (statt der bei vielen Systemen üblichen 1 Hz) zu erfassen und sicher in die Cloud zu streamen. Es unterstützt offene Protokolle wie MTConnect, OPC-UA und Modbus und bietet auch Anschlüsse für proprietäre Systeme von Fanuc, Mitsubishi, Citizen, Haas, Heidenhain und Siemens Sinumerik.
REST- und GraphQL-APIs ermöglichen die Integration der in der MachineMetrics-Cloud gespeicherten Daten in bestehende BI, Workflows, Berichte und Anwendungen. Die Daten können auch direkt in „Azure, AWS, SAP und jede andere Cloud-, Big Data- oder Unternehmensanwendung” übertragen werden. Es gibt zudem gebrauchsfertige Anwendungen mit Funktionen wie Echtzeit-Dashboards, historischen Berichten, regelbasierten Workflows und SMS-/E-Mail-Benachrichtigungen.
AnyViz ist eine Cloud-basierte Plattform, die “die Cloud zu Ihrer SPS bringt” und es Ihnen ermöglicht, Maschinen- und Anlagensteuerungen aus der Ferne zu überwachen, zu bedienen und zu analysieren. Zu den Funktionen gehört die Echtzeit-Visualisierung von Daten mit “Vizuals”, Widgets, die per Drag-and-Drop frei auf dem Bildschirm positioniert werden können, was Ihnen die Freiheit gibt, eine HMI mit nur wenigen Klicks zu gestalten.
Daten können protokolliert und auf unbestimmte Zeit gespeichert werden. Die Abfrage kann periodisch, bei “Delta” (wenn sich ein Wert um mehr als einen bestimmten Betrag ändert) oder bei Änderung (sobald eine Änderung eintritt) erfolgen. Die Daten können auf vordefinierte Bedingungen hin überwacht werden und bei deren Erfüllung können Warnungen ausgelöst werden, die per E-Mail, Push-Benachrichtigung, Sprachanruf oder SMS übermittelt werden. Neben dem Empfang von Daten kann AnyViz auch zum Ändern von Werten auf SPSen verwendet werden, was eine Fernsteuerung von Geräten von jedem Ort mit einer Internetverbindung ermöglicht.
Die kostenlose AnyViz CloudAdapter Software verwandelt jedes Gerät, das unter Linux oder Windows läuft, in ein IoT-Gateway, mit Unterstützung für die gängigsten Protokolle, einschließlich OPC UA, Modbus, Siemens TCP, Beckhoff ADS, Ethernet/IP, Bacnet oder MBUs. Die Adapter-Software kann Over-the-Air (OTA) aktualisiert werden. Die Konfiguration erfolgt über ein Web-Interface.
AnyViz ist eine SaaS-Plattform. Leider geht aus der Website nicht klar hervor, welche Servicepläne oder Preise gelten. Interessierte Benutzer können sich kostenlos registrieren, aber es ist nicht klar, was in dem kostenlosen Paket enthalten ist.
Bridgera Monitoring ist eine IIoT-Monitoring-Plattform, die sich selbst als “benutzerfreundliche, hochgradig anpassbare industrielle IoT-Anwendung, mit der Unternehmen ihre Geräte in Echtzeit überwachen und datengestützte Entscheidungen treffen können“ rühmt.
Die Überwachung auf Bridgera erfolgt über anpassbare Dashboards, die aktuelle Werte, aber auch Datentrends anzeigen. Neben der Anzeige der von den Geräten gesammelten Informationen kann das Tool auch Karten erstellen, die zeigen, wo sich diese Geräte befinden, wobei bekannte Adressen oder GPS-Informationen von Geräten, die mit einer entsprechenden Funktion ausgestattet sind, genutzt werden.
Historische Daten können aggregiert und benutzerdefinierte Warnmeldungen auf der Grundlage von benutzerdefinierten Schwellenwerten definiert werden, die per SMS oder E-Mail zugestellt werden. Ein hierarchisches System ermöglicht die Zugriffskontrolle nach Rolle, Organisation oder Unternehmen, so dass Ihre Mitarbeiter nur die Informationen sehen, die sie benötigen, und sonst nichts.
Bridgera Monitoring ist als Webanwendung verfügbar, wobei auch Versionen für iOS und Android erhältlich sind. Preise und Pläne sind nicht sofort auf der Website verfügbar. Stattdessen lädt das Unternehmen interessierte Nutzer ein, sich “kostenlos beraten zu lassen”.
Datadog IoT Monitoring bietet “eine Top-to-Bottom IoT-Überwachung”, die es Unternehmen ermöglicht, einen umfassenden Überblick über den Zustand ihrer Geräte zu erhalten und einzelne Geräte zu untersuchen, um Fehler in einer bestimmten Region, einem bestimmten Gerätetyp oder einer bestimmten Softwareversion zu beheben, wobei Leistungs- und Hardware-Metriken, Protokolle, Netzwerkdaten und mehr in einem einzigen Fenster verfügbar sind.
Telemetriedaten werden mit Tags versehen, und die Host-Map bietet eine Vogelperspektive auf Ihre gesamte IoT-Geräteflotte, gruppiert nach einem beliebigen Tag, für einen visuellen Vergleich der Leistung nach beliebigen Kriterien. Warnungen, Diagramme und Dashboards können mit benutzerdefinierten Tags versehen werden, um Transparenz und umsetzbare Benachrichtigungen für eine beliebige Untergruppe von Geräten zu bieten.
Sogenanntes Unified Tagging bietet eine nahtlose Korrelation von Problemen zwischen Metriken auf Systemebene, verteilten Traces, Netzwerkleistungsdaten und Protokollen. Die Warnfunktionen sind anpassbar: Betreiber können Warnungen erstellen, die nur bei anhaltenden oder weit verbreiteten Geräteausfällen ausgelöst werden. Außerdem können Algorithmen zur Erkennung von Anomalien und Ausreißern automatisch normale Betriebsbereiche bestimmen und nur bei ungewöhnlichen Vorkommnissen Warnungen ausgeben.
Beachten Sie, dass das Modbus-Protokoll offenbar nicht unterstützt wird. Sie können jedoch SPSen überwachen, die über andere IoT-Protokolle wie MQTT kommunizieren. Um Daten zu sammeln, verwendet Datadog Agenten, die auf nahezu jeder Hardwareplattform laufen und die Daten verarbeiten können.
Unter all diesen Tools ist Paessler PRTG unser Favorit für das Monitoring von Speicherprogrammierbaren Steuerungen, da das Tool alle Anforderungen auf unserer Liste der gewünschten Eigenschaften erfüllt. Es rationalisiert Ihre Arbeitsabläufe, indem es Ihnen ermöglicht, Ihre gesamte Infrastruktur mit einem einzigen Tool zu überwachen.
Die eingebauten Sensoren decken viele der wichtigsten Anwendungsfälle ab, ohne dass Sie zusätzliche Geräte kaufen müssen. So können Sie nicht nur Ihre SPSen, sondern auch Ihr Netzwerk, Ihre Dienste, Server, andere IoT-Geräte, Ihre Cloud-Infrastruktur und vieles mehr überwachen. Und es ist erweiterbar: Sie können Sensoren von Drittanbietern einsetzen oder sogar eigene Sensoren entwickeln, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen.
Das bedeutet, dass Sie sich nicht mehr auf eine Vielzahl individueller Lösungen verlassen müssen, die potenzielle Risiken wie Konflikte mit Ihren aktuellen Arbeitsabläufen und sogar Netzwerksicherheitsprobleme mit sich bringen können. Und schließlich ist das unbefristete Lizenzmodell eine gute Möglichkeit, Ihr Budget im Blick zu behalten und Abonnementkosten oder böse Überraschungen durch zusätzlichen Gebühren zu vermeiden, wenn die Nutzungsstufen überschritten werden. Probieren Sie es aus!
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