Thought Leadership
Nicht in jedem Industriezweig stehen Reinräume zur Verfügung, wie dies bei der Chipproduktion der Fall ist. Zum Beispiel fällt in Großbäckereien feiner Mehlstaub an und physische Beschädigungen durch Transportfahrzeuge sind in Fabriken jederzeit möglich. Trifft ein Wasserstrahl bei Reinigungs- arbeiten ein offenes IT-Gehäuse, führt dies häufig zu einem Systemausfall.
Wo gehobelt wird, fallen Späne – dies gilt für viele Unternehmen in der produzierenden Industrie. Da in modernen Fabriken immer mehr IT-Systeme für die Automatisierung verwendet werden, ist eine entsprechende Schutzwertigkeit der aufgestellten IT-Schränke notwendig, um diese vor äußeren Einflüsseb zu schützen. Hierzu zählt die EMV-Einstrahlung ebenso wie wie ein Schutz vor Vibrationen sowie vor Staub, Schmutz und Flüssigkeiten.
Die Schutzklasse wird in der internationalen IP-Norm („Ingress Protection“, manchmal auch „International Protec tion“) ausgedrückt. In rauen Produktionsumgebungen sollten Server- und Netzwerkschränke installiert werden, die mindestens die Schutzart IP 55 unterstützen. Derart geschützte Schränke helfen dabei, schädliche Staubablagerungen im Innern zu vermeiden. Außerdem verfügen sie über einen vollständigen Berührungsschutz und sind gegen Strahlwasser aus allen Richtungen geschützt.
Welchen Schrank auswählen?
Üblicherweise sind keine Sonderanfertigungen an Gehäusen und IT-Schränken notwendig, um eine Industrie 4.0-Umgebung zu realisieren. Vielmehr lassen sich standardisierte Produkte verwenden. Wichtig ist hierbei dass die Lösungen trotz individueller Anpassungen immer noch auf Standards basieren. Denn so ist es für Unternehmen erheblich leichter, bestehende und neue Vorschriften rund um den Bau von IT-Umgebungen umzusetzen. Wer auf eine Standardplattform für IT- und Industrieschränke von nur einem Hersteller setzt, erkauft sich eine Menge Vorteile.
Bild: Industrieunternehmen benötigen IT-Lösungen, die auch in heißen und staubigen Umgebungen zuverlässig funktionieren – wie das TS IT Rack von Rittal.
Alle Komponenten lassen sich über die gleiche Befestigungsmethode einbauen, im Idealfall sogar über eine komplett werkzeugfreie Montage. Bestellung und Lagerhaltung werden bei Verwendung eines Systems erheblich vereinfacht: Unternehmen müssen weniger Ersatzteile vorhalten und können Lagerbestände auf ein Minimum beschränken. So lassen sich alle Gehäuse mit einheitlichen Schließsystemen ausstatten, Generalschlüssel passen für jede Tür und erleichtern den Zugang für Administraren und Techniker enorm.
Spezielle IT-Kühlung notwendig
Sobald in Schränken mit hoher Schutzart aktive IT-Komponenten vorhanden sind, ist eine passive Kühlung durch ausblasende Lüfter alleine nicht mehr möglich. Bei einer hohen Schutzart ist das Gehäuse sogar luft- und wasser dicht verschlossen, um die Systeme vor eindringendem Wasser zu schützen. Hier kommen dann spezielle Filterlüfter mit Schutzart zum Einsatz. Ist kein Kühlmittel oder Kaltwasser vorhanden wird ein IT-Schrank über ein Kühlgerät klimatisiert, das über einen Kompressor für die Kälteerzeugung verfügt. Möglich ist auch die Nutzung von Prozesskälte, die zum Beispiel vorliegt, wenn der Produktionsprozess sowieso Kaltwasser erfordert. Generell sollte das IT-Team bei der Planung gemeinsam mit dem Facility Management darauf hinarbeiten, dass der benötigte IP- und Zugriffschutz mit einer dazu passenden Klimatisierung installiert wird.
Zugriffs- und Brandschutz
Zu einer Fabrikhalle haben viele Menschen Zugang, von Mitarbeitern an der Produktionsstrecke bis zum Reinigungs- und Servicepersonal. Gehäuse für IT- und Netzwerktechnik benötigen daher abschließbare Türen und optional elektronische Schlösser zur Protokollierung der Zugänge. Auch die Seitenwände dürfen nicht einfach abnehmbar sein. Denn: Ein Industriespion könnte über die geöffnete Seitenwand mit einem USB-Stick einen Virus in Minutenschnelle in die Server einspielen oder Dateien direkt kopieren.
Für den Brandschutz sind ebenfalls intelligente Lösungen notwendig. Empfehlenswert ist eine direkt im IT-Rack installierte Löschanlage: Eine Brandfrüherkennung und ein Aktivlöschsystem schützen die IT-Anlage zuverlässig und verhindern, dass es zu einem größeren Feuer kommt. Somit muss ein Unternehmen weder die komplette Produktion stoppen noch die Fabrikhalle evakuieren, nur weil das Netzteil eines Netzwerkverteilers zu schmoren anfängt.
Stromversorgung
Die Energieversorgung von IT-Komponenten in der Fabrikhalle muss individuell und unter Berücksichtigung der vorhandenen Produktionsumgebung entwickelt werden. So kann das Anlaufen von großen Maschinen oder starken Elektromotoren für Schwankungen im Stromnetz sorgen. Diese lassen sich über zusätzliche USV-Systeme ausfiltern, um so die Energieversorgung zu stabilisieren. Ein ausreichend dimensionierter IT-Schrank nimmt die USV-Anlage auf.
Wichtig ist auch, dass sich IT- und Pro-duktionsleitung abstimmen und ein Energiekonzept entwickeln, das die Anforderungen beider Welten berücksichtigt. Fällt in einer Großdruckerei der Strom aus, müssen hier zunächst die Druckmaschinen vor dem Herunterfahren die Papierrollen in eine sichere Parkposition bringen. In Abstimmung mit solchen und weiteren produktionsspezifischen Anforderungen müssen die IT-Systeme kontrolliert heruntergefahren werden.
Kompetenzgerangel vermeiden
Eine allgemeingültige und für alle Betriebe passende Organisationsstruktur gibt es nicht, da in jedem Unternehmen die IT- und Produktionskompetenzen unterschiedlich verteilt sind. Generell sollten natürlich die Ingenieure aus dem Maschinenbau ihre Kompetenzen entsprechend in die Produktion einbringen und die IT-Experten rund um die Ausgestaltung der IT-Infrastruktur beraten. Ein externer Berater kann helfen, die unterschiedlichen Interessen zu vereinen und bei der Auswahl geeigneter Technologien und Produkte zur Umsetzung einer Industrie 4.0-Initiative helfen.
Wie fließend diese Zuständigkeiten sein können, zeigt das Beispiel eines Temperatursensors, der einen Netzwerk-Switch in der Fabrikhalle überwacht. Aus Sicht der IT sollte die Überwachung mithilfe einer DCIM (Data Center Infrastructure Management)-Software erfolgen und in das zentrale Monitoring im Rechenzentrum einfließen. Da jedoch bei Ausfall des Switches ein Produkti-onsstillstand droht, möchte der Fabrik-leitstand ebenfalls laufend über den Sta-tus informiert werden. Als Lösung bietet sich an, die Sensordaten auch parallel über eine OPC-Unified Architecture (OPC-UA) zu versenden und so alle be-teiligten Funktionsbereiche in die Status-kommunikation einzubinden.
Verschiedene Anbieter haben hierzu passende Überwachungssysteme im Programm, die die Integration unterschiedlicher Sensoren und CAN-Bus-Einheiten ermöglichen und die Alarme über verschiedenste Protokolle und Kommunikationswege versenden. Damit steht einer lückenlosen Überwachung einer modernen Industrie 4.0-Produktionsumgebung nichts mehr im Wege.
Bernd Hanstein, Rittal GmbH
