DE102015113885A1 - Anlage mit wenigstens einer Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage - Google Patents

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Abstract

Die erfindungsgemäße Anlage mit wenigstens einer Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage sieht vor, dass die Anlagenkomponente eine bidirektionale Schnittstelle für einen Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad mit einem Benutzer und einen unidirektionalen Kommunikationspfad zur Übertragung von Daten von der wenigstens einen Anlagekomponente zu einem Gateway aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage mit wenigstens einer Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage, wobei die Anlagenkomponente eine bidirektionale Schnittstelle für einen Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad mit einem Benutzer aufweist.
  • Zahlreiche Anlagen, wie beispielsweise Kühlhäuser und Kraftwerke sind ohne ausreichende Sicherheitsvorkehrungen mit dem Internet verbunden und sind damit vor Hackerangriffen kaum geschützt. Mit wenigen Mausklicken können derartige Anlagen übernommen und manipuliert werden. Der bestmögliche Schutz solcher Anlagen ist dann gegebenen, wenn die Steuerung der Anlage nur vor Ort durchgeführt werden kann und keine Verbindung nach außen, insbesondere ins Internet, besteht. Wenngleich es eine Vielzahl von Anlagen gibt, die auf diese Weise effektiv betrieben werden können, geht die Entwicklung in eine andere Richtung, nämlich in eine zunehmende Vernetzung verschiedener Komponenten. Dadurch können die Anlagen eine Vielzahl von Informationen verarbeiten und die Betriebsweise dadurch optimieren. Auch die Fernabfrage von Informationen, die Wartung und die Steuerung einer Anlage aus der Ferne sind Merkmale, die viele zu schätzen wissen. So ist es heute kein Problem mehr, die Heizung im Haus über das Handy zu steuern. Auch beim Auto lassen sich beispielsweise die Standheizung und die Klimaanlage mit dem Handy steuern.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit von Anlagen mit wenigstens einer Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Anlage mit wenigstens einer Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage sieht vor, dass die Anlagenkomponente eine bidirektionale Schnittstelle für einen Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad mit einem Benutzer und einen unidirektionalen Kommunikationspfad zur Übertragung von Daten von der wenigstens einen Anlagekomponente zu einem Gateway aufweist.
  • Über den unidirektionalen Kommunikationspfad können somit alle gewünschten Daten über den Zustand der Anlage übertragen werden, die über das Gateway auf einem über das Internet zugänglichen Server abgelegt werden und dort von berechtigten Benutzern abgefragt werden können. Ein Zugriff auf die Anlagenkomponente über das Gateway ist aufgrund der unidirektionalen Ausbildung des Kommunikationspfads verwehrt, sodass keine Daten vom Gateway zur wenigstens einen Anlagenkomponente übertagen werden können.
  • Natürlich ist es erforderlich, dass die Anlagenkomponente dennoch von einem Benutzer parametrisiert bzw. eingestellt werden kann. Dies erfolgt erfindungsgemäß über die bidirektionale Schnittstelle der Anlagenkomponente mit einem Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad mit dem Benutzer. Eine Parametrisierung bzw. Einstellung der Anlagenkomponente ist somit nur über den Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der unidirektionale Kommunikationspfad als unidirektionales Kabel oder als Wireless-Verbindung ausgebildet. Auch der bidirektionale Kommunikationspfad kann als bidirektionales Kabel oder als Wireless-Verbindung ausgebildet sein. Eine Wireless-Verbindung ist zwar potentiell immer als unsicher einzustufen, nachdem jedoch der bidirektionale Kommunikationspfad Vorort aufgebaut wird, muss lediglich sichergestellt werden, dass es sich im Bereich des bidirektionalen Kommunikationspfades um einen geschützten Bereich, beispielsweise ein Firmengelände handelt. Die größtmögliche Sicherheit ist dann gegeben, wenn der bidirektionale Kommunikationspfad mit einem Kabel von der bidirektionalen Schnittstelle zu einem Auslese- und Eingabegerät des Benutzers realisiert wird, wobei das Auslese und Eingabegerät keine Verbindung zu anderen Netzwerken hat.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der unidirektionale Kommunikationspfad ebenfalls mit der bidirektionalen Benutzerschnittstelle verbunden, wobei die unidirektionale Ausbildung des Kommunikationspfades dennoch nur eine Übertragung von Daten von der wenigstens einen Anlagenkomponente zum Gateway und nicht umgekehrt ermöglicht.
  • Um die Sicherheit weiter zu erhöhen kann der unidirektionale Kommunikationspfad zwischen der wenigstens einer Anlagenkomponente und dem Gateway und/oder der bidirektionale Kommunikationspfad zwischen der Schnittstelle und dem Benutzer auf der Bitübertragungsschicht nach dem OSI-Modell ausgebildet sein. OSI bedeutet Open System Interconnection (Offenes System für Kommunikationsverbindungen) und wurde von der ISO als Grundlage für die Bildung von Kommunikationsstandards entworfen und standardisiert. Die Bitübertragungsschicht bildet dabei die unterste Schicht und stellt mechanische, elektrische und weitere funktionale Hilfsmittel zur Verfügung, um physische Verbindungen zu aktivieren bzw. zu deaktivieren sie aufrechtzuerhalten und Bits darüber zu übertragen. Das können beispielsweise elektrische Signale, optische Signale, elektromagnetische Wellen oder Schall sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anlage wenigstens einen Elektromotor, welcher über die wenigstens eine Anlagenkomponente überwacht und/oder eingestellt werden kann. Bei der Anlage kann es sich beispielsweise um eine Kälteanlage, ein Hebelzeug, eine Pumpenanlage oder eine Komponente einer solchen Anlage handeln. Bei der wenigstens einen Anlagenkomponente kann es sich um ein Schutzgerät zur Überwachung einer weiteren Anlagenkomponente und/oder ein Stellglied zur Einstellung einer weiteren Anlagenkomponente handeln, wobei es sich bei der weiteren Anlagenkomponente insbesondere um einen Elektromotor handelt.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen
  • 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage und
  • 2 einen Schaltplan der beiden Kommunikationspfade.
  • Die in 1 dargestellte Anlage 1 weist eine Anlagekomponente 2 zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage auf, wobei die Anlagenkomponente eine bidirektionale Schnittstelle 3 für einen Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad 4 mit einem Benutzer aufweist. Der Benutzer schließt über diesen bidirektionalen Kommunikationspfad ein Auslese- und Eingabegerät 5 an die Anlagenkomponente 2 an. Der bidirektionale Kommunikationspfad 4 ist beispielsweise als bidirektionales Kabel ausgebildet, das einerseits an der bidirektionalen Schnittstelle 3 und anderseits am Auslese- und Eingabegerät 5 eingesteckt wird. Alternativ ist für den bidirektionalen Kommunikationspfad 4 aber beispielsweise auch eine Wireless-Verbindung denkbar. Vorzugsweise ist der bidirektionale Kommunikationspfad 4 zwischen der bidirektionalen Schnittstelle 3 und dem Benutzer auf der Bitübertragungsschicht nach dem OSI-Modell ausgebildet. Ein besonders hoher Sicherheitsstandard ist dann gegebenen, wenn der bidirektionale Kommunikationspfad 4 durch ein Kabel gebildet wird und das Auslese- und Eingabegerät 5 zu keiner Zeit, insbesondere nicht während der Verbindung mit der Anlagenkomponente, mit einem Netzwerk verbunden ist.
  • Um dennoch die Betriebsweise und/oder den Zustand der Anlage 1 aus der Ferne einsehen zu können, ist wenigstens ein Gateway 6 vorgesehen, dass mit der Anlage 2 über einen unidirektionalen Kommunikationspfad 7 zum Übertragen von Daten von der wenigstens einen Anlagenkomponente 2 zum Gateway 6 verbunden ist. Das Gateway 6 kann mit wenigstens einem Netzwerk, insbesondere mit dem Internet in Verbindung stehen. Durch die unidirektionale Ausbildung des Kommunikationspfades 7 können lediglich Daten von der Anlagenkomponente 2 zum Gateway übertragen werden, während ein Übertragung vom Gateway 6 zur Anlagenkomponente 2 mangels entsprechender physischer Verbindung nicht möglich ist. Prinzipiell kann der unidirektionale Kommunikationspfad 7 ebenfalls als unidirektionales Kabel oder als Wireless-Verbindung realisiert werden. Vorzugsweise nutzen sowohl der bidirektionale Kommunikationspfad 4 als auch der unidirektionale Kommunikationspfad 7 die gleiche Schnittstelle 3 an der Anlagenkomponente 2.
  • 2 zeigt den Schaltplan der beiden Kommunikationspfade 4 und 7 von der bidirektionalen Schnittstelle 3 zum Auslese- und Eingabegerät 5 bzw. zum Gateway 6. Die bidirektionalen Schnittstelle 3 ist hier dreipolig ausgebildet, wobei ein Pol 3a für die Masseleitungen 11, ein Pol 3b für das Senden von Daten von der Schnittstelle und ein Pol 3c zum Empfangen von Daten an der Schnittstelle ausgebildet ist. Während beim bidirektionalen Kommunikationspfad 4 alle drei Pole der Schnittstelle mit dem Auslese- und Eingabegerät 5 verbunden sind, fehlt beim unidirektionalen Kommunikationspfad die physische Verbindung zum Pol 3c der Schnittstelle, der zum Empfangen von Daten zuständig ist. Im Rahmen der Erfindung könnten für die beiden Kommunikationspfade aber auch zwei getrennte Schnittstellen vorgesehen werden.
  • Um die Unidirektionalität des Kommunikationspfades 7 zu gewährleisten, ist der unidirektionale Kommunikationspfad zwischen der Anlagenkomponente 2 und dem Gateway 6 ebenfalls auf der Bitübertragungsschicht nach dem OSI-Modell ausgebildet. Das Gateway 6 steht beispielsweise mit einem über das Internet zugänglichen Server 8 in Verbindung, auf dem über die Anlagenkomponente 2 Daten über die Betriebsweise und den Zustand der Anlage 1 abgelegt werden. So können autorisierte Benutzer über eine entsprechend verschlüsselte Verbindung mit starker Authentifizierung Informationen über die Anlage 1 aus der Ferne abfragen. Aufgrund des unidirektionalen Kommunikationspfades 7 sind aber keine Veränderungen der Anlage aus der Ferne möglich. So kann lediglich über den Vorort aufzubauenden unidirektionalen Kommunikationspfad 4 ein Eingriff auf die Anlagenkomponente 2 vorgenommen werden. Da ein Schutz einer Anlage ohnehin nur dann möglich ist, wenn Sie in einem gesicherten bzw. geschützten Bereich steht, bleibt dieser Schutz der Anlage auch dann gewährleistet, wenn der bidirektionale Kommunikationspfad 4 in diesem geschützten Bereich aufgebaut wird.
  • Bei der Anlagenkomponente zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage handelt es sich beispielsweise um ein Schutzgerät, das einen mit einem Kompressor in Verbindung stehenden Elektromotor 9 hinsichtlich seiner Stromaufnahme, seiner Spannungsaufnahme und/oder seiner (Wicklungs-)Temperatur oder den Ölspiegel des Kompressors überwacht. Wird beispielsweise ein Betrieb des Kompressors bzw. Elektromotors außerhalb eines Sollbereichs festgestellt, kann über ein entsprechendes Stellglied 10 eine entsprechende Korrektur erfolgen.
  • Die Sollbereiche der einzelnen zu überwachenden Parameter sind in der Anlagenkomponente 2 hinterlegt und können nur über den lokal aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad 4 von einem Benutzer Vorort geändert werden, sofern dies erforderlich werden sollte. Auf diese Weise ist die Anlage 1 vor Manipulationen aus dem Internet gut geschützt.

Claims (11)

  1. Anlage (1) mit wenigstens einer Anlagenkomponente (2) zur Überwachung und/oder Einstellung der Anlage, wobei die Anlagenkomponente (2) eine bidirektionale Schnittstelle (3) für einen Vorort aufzubauenden, bidirektionalen Kommunikationspfad (4) mit einem Benutzer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anlagenkomponente (2) der Anlage mit einem Gateway (6) über einen unidirektionalen Kommunikationspfad (7) zur Übertragung von Daten von der wenigstens einen Anlagenkomponente (2) zum Gateway (6) verbunden ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unidirektionale Kommunikationspfad (7) keine Übertragung von Daten vom Gateway (6) zur wenigstens einen Anlagenkomponente (2) gestattet.
  3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unidirektionale Kommunikationspfad (7) als unidirektionales Kabel oder als Wireless-Verbindung ausgebildet ist.
  4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der unidirektionale Kommunikationspfad (7) mit der bidirektionalen Benutzerschnittstelle (3) verbunden ist.
  5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der bidirektionale Kommunikationspfad (4) als bidirektionales Kabel oder als Wireless-Verbindung ausgebildet ist.
  6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unidirektionale Kommunikationspfad (7) zwischen der wenigstens einen Anlagenkomponente (2) und dem Gateway (6) auf der Bitübertragungsschicht nach dem OSI-Modell ausgebildet ist.
  7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale Kommunikationspfad (4) zwischen der Schnittstelle (3) und dem Benutzer auf der Bitübertragungsschicht nach dem OSI-Modell ausgebildet ist.
  8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway (6) mit dem Internet in Verbindung steht.
  9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) wenigstens einen Elektromotor umfasst.
  10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Anlage (1) um eine Kälteanlage, ein Hebezeug, eine Pumpenanlage oder eine Komponente einer solchen Anlage handelt.
  11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der wenigstens einen Anlagenkomponente (2) um eine Schutzgerät zur Überwachung wenigstens einer weiteren Anlagenkomponente oder ein Stellglied (10) zur Einstellung der weiteren Anlagenkomponente handelt.
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