Sensorwechsel im Historian: Geräte-ID, Messstellen-ID und Datenkontinuität sauber trennen

→ Produktkategorie: IIoT Lösungen

In einer industriellen Produktionsanlage wird der Druck einer Prozessleitung kontinuierlich überwacht. Ein Drucktransmitter überträgt seinen Messwert an die SPS. Von dort gelangen die Werte über ein Edge-Gateway in einen zentralen Historian, in dem sie für Trendanalysen, Qualitätsauswertungen und die langfristige Zustandsüberwachung gespeichert werden.

Nach mehreren Jahren wird der Drucksensor wegen eines technischen Defekts ausgetauscht. Der neue Transmitter besitzt eine andere Seriennummer, eine aktualisierte Firmware und einen größeren einstellbaren Messbereich. Der Prozessanschluss bleibt unverändert, ebenso die Aufgabe der Messstelle und ihre Bezeichnung im Anlagenplan.

Nach der Inbetriebnahme liefert der neue Sensor plausible Messwerte. Im Leitsystem erscheint die Druckanzeige wieder normal. Erst einige Wochen später fällt bei einer historischen Trendanalyse auf, dass der Sensorwechsel nicht eindeutig dokumentiert wurde.

Der Historian enthält weiterhin eine einzige Zeitreihe mit der ursprünglichen Messstellenbezeichnung. Es ist jedoch nicht mehr nachvollziehbar, welche historischen Messwerte vom alten und welche vom neuen Sensor stammen. Außerdem wurde die neue Messspanne im Edge-Gateway zunächst nicht angepasst.

Die Folge ist ein Datenbestand, der auf den ersten Blick vollständig aussieht, dessen technische Aussagekraft aber eingeschränkt ist.

Dieses Problem entsteht, wenn Geräteidentität, Messstellenidentität und Datenkontinuität nicht sauber voneinander getrennt werden.

Eine industrielle Messstelle besitzt in der Regel eine fachliche Aufgabe, die über die Lebensdauer eines einzelnen Sensors hinaus bestehen bleibt. Beispielsweise soll der Druck vor einer Pumpe, die Temperatur eines Reaktors oder der Füllstand eines Behälters überwacht werden.

Der eingesetzte Sensor ist dagegen ein austauschbares physisches Betriebsmittel. Er besitzt gegebenenfalls eine Hersteller-Seriennummer, eine eigene Gerätekennung, einen Messbereich, eine Firmwareversion und individuelle Kalibrierinformationen.

Wenn der Sensor ersetzt wird, sollte die dauerhafte fachliche Identität der Messstelle erhalten bleiben. Gleichzeitig muss dokumentiert werden, ab welchem Zeitpunkt das neue Gerät für die Messstelle verantwortlich ist.

Damit entsteht eine zeitabhängige Zuordnung: Ein bestimmter Sensor war während eines definierten Zeitraums an einer bestimmten Messstelle installiert. Nach seinem Ausbau übernimmt ein anderer Sensor dieselbe Messaufgabe.

Diese Zuordnung ist für langfristige Datenanalysen wesentlich. Ohne sie lassen sich spätere Unterschiede zwischen Prozessänderungen, Sensorabweichungen, Messbereichsumstellungen und Wartungsereignissen nicht zuverlässig unterscheiden.

Besonders kritisch ist eine solche Situation, wenn der neue Sensor einen anderen Messbereich besitzt. Wird beispielsweise ein 4-bis-20-mA-Signal mit einer nicht aktualisierten Skalierung interpretiert, können formal gültige, aber physikalisch falsche Messwerte entstehen.

Hinzu kommen zeitliche Fragen. Während eines Sensorwechsels können Messwerte fehlen. Ein Edge-Gateway kann Kommunikationsunterbrechungen teilweise puffern, aber keine realen Messwerte erzeugen, wenn der Sensor physisch außer Betrieb ist.

Eine vollständige Datenhistorie bedeutet deshalb nicht zwangsläufig, dass zu jedem Zeitpunkt ein gültiger Messwert vorhanden sein muss. Viel wichtiger ist, dass reale Messwerte, Messlücken, ungültige Werte und Gerätewechsel eindeutig voneinander unterschieden werden können.

Auch die Zeitstempel müssen korrekt behandelt werden. Ein Messwert kann zum Zeitpunkt seiner Erfassung entstanden, später vom Gateway verarbeitet und erst deutlich danach in den Historian geschrieben worden sein. Werden diese unterschiedlichen Zeitpunkte verwechselt, können sich bei Auswertungen scheinbare Prozesssprünge oder zeitliche Verschiebungen ergeben.

Für moderne IT/OT-Architekturen ist außerdem eine klare Unterscheidung zwischen Rohdaten, skalierten Prozesswerten, Datenqualitätskennzeichen und Konfigurationsinformationen erforderlich.

Technologien wie OPC UA, Modbus, HART, IO-Link, MQTT und Edge-Gateways bieten unterschiedliche Möglichkeiten zur Datenübertragung und Geräteintegration. Sie ersetzen jedoch nicht die notwendige Definition eines eindeutigen und langfristig stabilen Datenmodells.

Dieser Fachbeitrag zeigt, wie Messstellen-ID, Geräte-ID, Gateway-ID und Historian-Tag voneinander abgegrenzt werden. Er erläutert zeitlich gültige Sensorzuordnungen, Gerätewechselereignisse, Zeitstempel, Datenqualität, Skalierung, Pufferung und sichere Datenübertragung.

Ein ausführliches Rechenbeispiel betrachtet eine Druckmessstelle, an der ein Sensor mit einem Messbereich von 0 bis 10 bar durch ein Gerät mit 0 bis 16 bar ersetzt wird. Es zeigt, wie sich unterschiedliche Skalierungen auswirken, wie viele Messwerte während einer zwölfminütigen Unterbrechung fehlen und wie die Historian-Datenkontinuität korrekt bewertet wird.

Ergänzend behandelt der Beitrag die praktische Datenarchitektur, die Integration bestehender Anlagen, Asset-Management-Systeme, Kalibrierinformationen, die IT/OT-Sicherheit sowie geeignete IIoT-Sensorik und Integrationslösungen aus dem Angebot von ICS Schneider Messtechnik.

Inhaltsverzeichnis

1. Messaufgabe und typische Probleme beim Sensorwechsel
2. Messstellen-ID, Geräte-ID und weitere Identitäten unterscheiden
3. Datenmodell für langfristige Messdaten richtig aufbauen
4. Zeitlich gültige Zuordnung zwischen Sensor und Messstelle
5. Sensorwechsel als dokumentiertes Ereignis behandeln
6. Erfassungszeit, Empfangszeit und Speicherzeit unterscheiden
7. Datenqualität, ungültige Werte und Messlücken behandeln
8. Praxisbeispiel: Sensorwechsel, Skalierung und Datenlücke berechnen
9. Historian-Tag und physische Geräteidentität trennen
10. Messbereich, Einheiten und Skalierung versionieren
11. Edge-Pufferung, Nachlieferung und Store-and-Forward
12. OPC UA, MQTT, Modbus und HART richtig integrieren
13. Gateway-Wechsel und Kommunikationspfade dokumentieren
14. Asset Management, Seriennummern und Kalibrierhistorie
15. Trendanalysen, Aggregation und vergleichbare historische Daten
16. IT/OT-Betrieb, Zuständigkeiten und Change Management
17. IT/OT-Sicherheit, Zugriffsschutz und Auditierbarkeit
18. Datenintegrität, Messunsicherheit und Rückverfolgbarkeit
19. Praktische Architektur für Sensorik, Edge und Historian
20. Systematischer Ablauf für einen dokumentierten Sensorwechsel
21. Typische Fehlerbilder und gezielte Diagnose
22. Passende ICS-Produkte und IIoT-Integrationslösungen
23. Fazit: Stabile Messstellenidentität und nachvollziehbare Gerätewechsel
24. Häufig gestellte Fragen zum Sensorwechsel im Historian

1. Messaufgabe und typische Probleme beim Sensorwechsel

Ein Historian speichert Messwerte über Zeiträume, die häufig deutlich länger sind als die Lebensdauer einzelner Sensoren.

Die Messgeräte können mehrfach ersetzt werden, während die Prozessaufgabe und die fachliche Bedeutung der Messstelle erhalten bleiben.

1.1 Historische Messdaten als langfristiges Betriebsmittel

Messdaten werden beispielsweise für Qualitätsberichte, Prozessoptimierung, Energieüberwachung, Wartungsplanung und langfristige Vergleichsauswertungen verwendet.

Ihre Aussagekraft hängt nicht nur vom gemessenen Zahlenwert ab, sondern auch von der zugehörigen Messstellen- und Geräteinformation.

1.2 Typischer Sensortausch

Ein Sensor kann aus folgenden Gründen ersetzt werden:

1. Technischer Defekt.
2. Geplante Instandhaltung.
3. Kalibrierabweichung.
4. Mechanische Beschädigung.
5. Erforderlicher anderer Messbereich.
6. Verbesserte Messgenauigkeit.
7. Neue Kommunikationsschnittstelle.
8. Geänderte Prozessbedingungen.
9. Produktabkündigung oder Nachfolgemodell.
10. Modernisierung der Automatisierung.

1.3 Die Messaufgabe bleibt bestehen

Wenn weiterhin derselbe physikalische Prozesswert an derselben fachlichen Messstelle überwacht wird, kann die Messstellenidentität erhalten bleiben.

Der physisch neu installierte Sensor benötigt dagegen eine neue eindeutige Gerätezuordnung.

1.4 Historian-Tag wird überschrieben

In einfachen Architekturen wird der Datenpunkt unmittelbar nach der Adresse eines Sensors oder nach seiner aktuellen Gerätekennung benannt.

Nach einem Austausch kann dadurch eine neue Zeitreihe entstehen, obwohl die Messaufgabe unverändert bleibt.

Umgekehrt kann eine bestehende Zeitreihe weitergeführt werden, ohne dass der neue Sensor dokumentiert wird.

1.5 Verlorene Gerätehistorie

Wenn die bisherige Geräte-ID durch die neue Kennung überschrieben wird, ist später nicht mehr erkennbar, welches Gerät die älteren Messwerte erzeugt hat.

Dadurch können Wartungs- und Kalibrierinformationen nicht mehr eindeutig den historischen Daten zugeordnet werden.

1.6 Scheinbare Datenkontinuität

Eine durchgehende Linie im Trenddiagramm kann den Eindruck vermitteln, dass die Messung während eines Sensorwechsels unterbrechungsfrei erfolgt ist.

Wenn fehlende Werte interpoliert oder der letzte bekannte Wert unverändert fortgeschrieben wurden, ist diese Darstellung nicht mit einer vollständig realen Messung gleichzusetzen.

1.7 Ziel der Datenmodellierung

Ein geeignetes Datenmodell soll drei Fragen jederzeit beantworten können:

1. Welche physikalische Messstelle wurde überwacht?
2. Welches konkrete Gerät hat einen bestimmten Messwert erzeugt?
3. Unter welchen zeitlichen und technischen Bedingungen wurde der Wert erfasst?

Die Trennung dieser Informationen bildet die Grundlage für eine nachvollziehbare industrielle Messdatenhistorie.

2. Messstellen-ID, Geräte-ID und weitere Identitäten unterscheiden

Für industrielle Messdaten sollten unterschiedliche Identitäten nicht vermischt werden.

2.1 Messstellen-ID

Die Messstellen-ID beschreibt die dauerhaft definierte fachliche Messaufgabe.

Sie kann beispielsweise einen Druckmesspunkt an einer bestimmten Pumpe oder eine Temperaturmessstelle an einem Reaktor identifizieren.

Beispiel:

PRESS-P101-OUT

Diese Kennung beschreibt im Beispiel den Druckmesspunkt am Ausgang der Pumpe P101.

2.2 Geräte-ID

Die Geräte-ID beschreibt den konkreten physischen Sensor beziehungsweise Messumformer.

Beispiel:

SENSOR-004582

Nach einem Austausch erhält das neue Gerät beispielsweise die interne Kennung SENSOR-008917.

2.3 Seriennummer

Die Seriennummer wird häufig vom Hersteller vergeben.

Sie kann Bestandteil der Geräteidentifikation sein, muss jedoch innerhalb einer herstellerübergreifenden Datenbank nicht ohne zusätzliche Angaben global eindeutig sein.

Für die Datenarchitektur ist deshalb eine intern eindeutige Geräte-ID sinnvoll, mit der Hersteller und Seriennummer verknüpft werden.

2.4 Asset-ID

Eine Asset-ID kann das Betriebsmittel im Instandhaltungs- oder Asset-Management-System identifizieren.

Je nach organisatorischem Modell kann sie ein physisches Gerät oder eine übergeordnete Anlage bezeichnen.

Die Bedeutung muss deshalb eindeutig festgelegt werden.

2.5 Gateway-ID

Die Gateway-ID beschreibt das Gerät, das Sensorwerte sammelt, verarbeitet oder weiterleitet.

Ein Gateway-Wechsel ist nicht automatisch ein Sensorwechsel.

2.6 Kommunikationsadresse

Eine Modbus-Adresse, IO-Link-Portnummer, HART-Adresse oder OPC-UA-NodeId kann zur technischen Adressierung verwendet werden.

Solche Adressen sind jedoch nicht unter allen Umständen dauerhafte fachliche Identitäten.

Sie können sich bei Umbauten oder Konfigurationsänderungen verändern.

2.7 Historian-Tag

Ein Historian-Tag ist ein logischer Datenpunkt in der Zeitreihendatenbank.

Er sollte in einer entsprechend aufgebauten Architektur mit der fachlichen Messstellen-ID verknüpft sein.

Die physische Gerätezuordnung wird separat verwaltet.

2.8 Eindeutigkeit

Alle verwendeten Kennungen müssen innerhalb ihres jeweiligen Gültigkeitsbereichs eindeutig und konsistent verwaltet werden.

Ein geeignetes System verhindert beispielsweise, dass dieselbe interne Geräte-ID gleichzeitig unbemerkt zwei unterschiedlichen physischen Sensoren zugewiesen wird.

3. Datenmodell für langfristige Messdaten richtig aufbauen

Ein industrielles Datenmodell sollte nicht ausschließlich aus Zeitstempel und Zahlenwert bestehen.

Für die spätere Nutzung müssen zusätzliche Informationen verfügbar sein.

3.1 Messwert

Der Messwert beschreibt die erfasste physikalische Größe.

Beispielsweise:

5,20 bar

3.2 Einheit

Die Einheit muss eindeutig angegeben werden.

Ein Wert von 5,20 ohne Einheit kann beispielsweise Druck, Temperatur, Spannung oder eine andere Größe beschreiben.

3.3 Physikalischer Messgrößentyp

Neben der Einheit muss bekannt sein, ob beispielsweise Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck gemessen wird.

Ein Gerätewechsel zwischen unterschiedlichen Druckarten darf nicht stillschweigend als unveränderte Messreihe behandelt werden.

3.4 Zeitstempel

Der Messwert benötigt einen nachvollziehbaren Zeitbezug.

Dabei ist zu unterscheiden, wann die Messung entstanden ist und wann die Information im jeweiligen System eingetroffen ist.

3.5 Datenqualität

Ein Qualitätskennzeichen dokumentiert beispielsweise, ob ein Messwert gültig, unsicher oder ungültig ist.

Die konkrete Statusdefinition hängt vom verwendeten Kommunikations- und Datenmodell ab.

3.6 Gerätezuordnung

Die zum Messzeitpunkt gültige Geräte-ID muss rekonstruierbar sein.

Sie kann direkt im Datensatz gespeichert oder über eine zeitlich gültige Zuordnung ermittelt werden.

3.7 Konfigurationsversion

Die zum Erfassungszeitpunkt gültige Skalierung, Messspanne und Verarbeitungsversion müssen bekannt sein.

Andernfalls können historische Rohwerte später falsch interpretiert werden.

3.8 Datenherkunft

Die Datenherkunft beschreibt, ob ein Wert direkt vom Sensor stammt, durch eine Berechnung erzeugt, manuell eingegeben oder nachträglich korrigiert wurde.

Solche Unterschiede sind bei qualitätsrelevanten Auswertungen besonders wichtig.

3.9 Datenmodell als Grundlage

Ein geeignetes Mindestmodell kann daher folgende Elemente umfassen:

1. Messstellen-ID.
2. Geräte-ID beziehungsweise zeitlich gültige Gerätezuordnung.
3. Erfassungszeitpunkt.
4. Messwert.
5. Physikalische Einheit.
6. Messgrößentyp.
7. Datenqualitätsstatus.
8. Skalierungs- beziehungsweise Konfigurationsversion.
9. Quelle und Übertragungspfad.
10. Gegebenenfalls Ereignis- und Korrekturinformationen.

4. Zeitlich gültige Zuordnung zwischen Sensor und Messstelle

Ein zentrales Element einer zuverlässigen Historian-Architektur ist die historisierte Zuordnung zwischen physischem Gerät und Messstelle.

4.1 Dauerhafte Messstellenidentität

Die Messstelle bleibt fachlich bestehen, solange ihre vorgesehene Messaufgabe und Identität unverändert bleiben.

4.2 Zeitlich begrenzte Gerätezuordnung

Jedes physische Gerät wird für einen definierten Zeitraum einer Messstelle zugeordnet.

Nach dem Ausbau endet diese Zuordnung.

4.3 Gültigkeitsbeginn

Der Gültigkeitsbeginn beschreibt den Zeitpunkt, ab dem das Gerät tatsächlich für die Messstelle freigegeben ist beziehungsweise gemäß der festgelegten Systemdefinition Werte liefern darf.

Er muss nicht zwangsläufig mit dem Zeitpunkt der mechanischen Montage identisch sein.

4.4 Gültigkeitsende

Das Gültigkeitsende beschreibt, wann die jeweilige Gerätezuordnung endet.

Eine eindeutige technische Konvention sind halb offene Intervalle:

[gültig_ab, gültig_bis)

Dabei gehört der Anfang zum Gültigkeitsintervall, das Ende jedoch nicht mehr dazu.

4.5 Keine unbeabsichtigte Überschneidung

Wenn eine Messstelle immer nur einen maßgeblichen Sensor besitzt, sollten sich entsprechende aktive Gerätezuordnungen nicht überschneiden.

Bei redundanten oder parallelen Messsystemen muss die Zuordnung ausdrücklich zwischen primären, redundanten und vergleichenden Datenquellen unterscheiden.

4.6 Historische Zuordnungen erhalten

Eine alte Gerätezuordnung darf nicht durch die neue ersetzt werden, wenn dadurch die historische Information verloren geht.

Stattdessen wird die alte Zuordnung beendet und eine neue angelegt.

4.7 Beispiel eines Zuordnungsregisters

Beispiel einer historisierten Gerätezuordnung für eine industrielle Druckmessstelle

Eigenschaft	Alter Sensor	Neuer Sensor
Messstellen-ID	PRESS-P101-OUT	PRESS-P101-OUT
Interne Geräte-ID	SENSOR-004582	SENSOR-008917
Seriennummer	SN-A4582 (Beispiel)	SN-B8917 (Beispiel)
Messgröße	Relativdruck	Relativdruck
Messbereich	0 bis 10 bar	0 bis 16 bar
Ausgangssignal	4 bis 20 mA	4 bis 20 mA
Konfigurationsversion	CFG-01	CFG-02
Gültigkeitsbeginn	Vor dem Austausch	10:32:00 UTC
Gültigkeitsende	10:20:00 UTC	Offen bis zum nächsten Wechsel
Betriebsstatus	Ausgebaut	Aktiv
Historian-Messstelle	PRESS-P101-OUT	PRESS-P101-OUT
Dokumentationsereignis	Ausbau / Außerbetriebnahme	Einbau / Freigabe

Die Kennungen und Zeitpunkte in dieser Tabelle sind hypothetische Beispiele. Sie veranschaulichen die Datenstruktur und stellen keine produktspezifische Vorgabe dar.

5. Sensorwechsel als dokumentiertes Ereignis behandeln

Ein Sensorwechsel ist nicht nur eine mechanische Instandhaltungsmaßnahme, sondern auch ein relevantes Datenereignis.

5.1 Ausbauereignis

Beim Ausbau sollte dokumentiert werden, welches Gerät entfernt wurde und zu welchem Zeitpunkt seine gültige Messdatenerfassung endete.

5.2 Einbauereignis

Das Einbauereignis beschreibt den neuen physischen Sensor und die vorgesehene Messstelle.

5.3 Technische Freigabe

Nach der Installation können Prüfungen, Parametrierungen oder Kalibrierkontrollen erforderlich sein.

Die Freigabe für den regulären Messbetrieb sollte separat vom mechanischen Einbau nachvollziehbar sein.

5.4 Gerätewechselgrund

Der Grund des Wechsels kann für spätere Auswertungen relevant sein.

Beispielsweise kann ein Austausch wegen auffälliger Messabweichung anders bewertet werden als ein geplanter Modellwechsel.

5.5 Wechselprotokoll

Ein geeignetes Wechselprotokoll enthält unter anderem:

1. Messstellen-ID.
2. Alte Geräte-ID.
3. Neue Geräte-ID.
4. Ausbauzeitpunkt.
5. Einbauzeitpunkt.
6. Freigabezeitpunkt.
7. Grund des Wechsels.
8. Alte und neue Messbereiche.
9. Kalibrier- beziehungsweise Prüfstatus.
10. Verantwortliche Person oder freigebender Prozess.
11. Relevante Konfigurationsversionen.
12. Auswirkungen auf die Datenkontinuität.

5.6 Ereignis im Historian

Der Sensorwechsel kann als eigenständiges Ereignis gespeichert und mit der Messstellen-ID verknüpft werden.

Dadurch kann er später in Trenddiagrammen und Berichten dargestellt werden.

5.7 Auditierbarkeit

Eine nachträgliche Änderung des Wechselereignisses sollte nachvollziehbar bleiben.

Für anspruchsvolle Anwendungen kann hierfür ein versions- beziehungsweise auditfähiges Ereignisregister erforderlich sein.

5.8 Keine stillschweigende Datenänderung

Bereits gespeicherte historische Werte sollten nicht unkontrolliert überschrieben werden, nur weil ein neues Gerät installiert wurde.

Notwendige Korrekturen müssen mit ihrer ursprünglichen Datenversion und einem geeigneten Änderungsnachweis verknüpft werden.

6. Erfassungszeit, Empfangszeit und Speicherzeit unterscheiden

Ein industrieller Messwert kann innerhalb seiner Verarbeitungskette mehrere Zeitstempel erhalten.

6.1 Erfassungszeitpunkt

Der Erfassungszeitpunkt beschreibt, wann der zugehörige Messwert physikalisch erfasst beziehungsweise an der Datenquelle gebildet wurde.

Je nach Sensor und Protokoll kann dieser Zeitpunkt direkt vom Feldgerät stammen oder erst beim Abfragen durch die SPS beziehungsweise das Gateway entstehen.

6.2 Empfangszeitpunkt

Der Empfangszeitpunkt beschreibt, wann das empfangende System den Wert erhalten hat.

Dieser Zeitpunkt kann nach der eigentlichen Messung liegen.

6.3 Speicherzeitpunkt

Der Speicherzeitpunkt beschreibt, wann der Wert in den Historian geschrieben wurde.

Bei gepufferten oder verzögert übertragenen Daten kann er deutlich später als der Erfassungszeitpunkt liegen.

6.4 OPC UA SourceTimestamp

OPC UA kann einen SourceTimestamp bereitstellen, der den Zeitpunkt der Wertentstehung an der Datenquelle beschreibt.

Seine tatsächliche Herkunft und Genauigkeit hängen von der jeweiligen Systemimplementierung ab.

6.5 OPC UA ServerTimestamp

Der ServerTimestamp beschreibt die zeitliche Einordnung durch den OPC-UA-Server.

Er ist vom SourceTimestamp zu unterscheiden.

6.6 Fehlender Quellzeitstempel

Wenn ein Sensor nur auf Anfrage einen aktuellen Wert übermittelt und keinen eigenen Erfassungszeitstempel besitzt, muss das übergeordnete System den verwendeten Zeitbezug eindeutig definieren.

Ein Gateway-Zeitstempel darf nicht ohne entsprechende Aussage als exakter physikalischer Erfassungszeitpunkt ausgegeben werden.

6.7 UTC und lokale Zeit

Für systemübergreifende Historian-Daten ist die Speicherung eindeutiger Zeitpunkte, beispielsweise in UTC, zweckmäßig.

Die lokale Zeitzone kann bei der Darstellung berücksichtigt werden.

Dadurch werden Mehrdeutigkeiten bei Sommer- und Winterzeitumstellungen vermieden.

6.8 Zeitsynchronisation

Sensoren, SPS, Edge-Gateways und Server sollten über eine geeignete Zeitsynchronisation verfügen.

Die erforderliche Genauigkeit hängt von der Messaufgabe ab.

6.9 Nachträgliche Datenübertragung

Bei Store-and-Forward müssen Werte mit ihrem ursprünglichen geeigneten Zeitbezug nachgeliefert werden.

Andernfalls können während einer Netzunterbrechung entstandene Werte fälschlich auf den Zeitpunkt der Wiederverbindung verschoben werden.

7. Datenqualität, ungültige Werte und Messlücken behandeln

Eine vollständige Zeitreihe besteht nicht zwangsläufig ausschließlich aus gültigen Prozesswerten.

Auch Informationen über Ausfälle und Unsicherheiten gehören zur Messdatenhistorie.

7.1 Gültiger Messwert

Ein gültiger Wert erfüllt die für die Messstelle und das System definierten Qualitätsanforderungen.

In OPC UA werden entsprechende Informationen unter anderem über Statuscodes bereitgestellt.

7.2 Unsicherer Messwert

Ein Wert kann vorhanden sein, obwohl seine Genauigkeit oder Gültigkeit eingeschränkt ist.

Beispiele sind eingeschränkte Sensorfunktionen oder bestimmte Konfigurationszustände.

7.3 Ungültiger Messwert

Ein ungültiger Messwert kann durch Kommunikationsausfall, Sensordefekt oder andere Fehler entstehen.

Er darf nicht ohne weitere Kennzeichnung als regulärer Prozessmesswert verwendet werden.

7.4 Kein Messwert

Wenn während eines Sensorwechsels überhaupt keine Messung stattfindet, entsteht eine reale Messlücke.

Diese ist von einem gespeicherten ungültigen Wert zu unterscheiden.

7.5 Letzter gültiger Wert

Ein System kann den zuletzt bekannten gültigen Wert weiterhin anzeigen.

Eine solche Anzeige muss jedoch als veraltet beziehungsweise nicht aktuell erkennbar bleiben.

7.6 Interpolation

Bei bestimmten statistischen Auswertungen kann eine Interpolation zwischen vorhandenen Messwerten sinnvoll sein.

Interpolierte Werte sind jedoch berechnete Schätzungen und keine tatsächlich erfassten Messungen.

7.7 Simulation

Während einer Wartung kann eine SPS unter bestimmten Bedingungen einen simulierten oder manuell vorgegebenen Wert verwenden.

Ein solcher Wert muss in der Datenhistorie entsprechend gekennzeichnet werden.

7.8 Datenqualitätsmodell

Ein anwendungsspezifisches Historian-Modell sollte mindestens zwischen folgenden Zuständen unterscheiden können:

1. Gültig.
2. Unsicher.
3. Ungültig.
4. Veraltet.
5. Keine Messung vorhanden.
6. Simuliert beziehungsweise manuell ersetzt.
7. Nachträglich geliefert.
8. Nachträglich korrigiert.

Diese Begriffe beschreiben ein mögliches anwendungsspezifisches Modell und sind nicht als unveränderte Liste normativer OPC-UA-Statuscodes zu verstehen.

8. Praxisbeispiel: Sensorwechsel, Skalierung und Datenlücke berechnen

Eine Druckmessstelle an einer industriellen Pumpe wird kontinuierlich aufgezeichnet.

Der vorhandene Drucksensor besitzt einen Messbereich von 0 bis 10 bar und liefert ein analoges Ausgangssignal von 4 bis 20 mA.

Aufgrund eines Defekts wird er durch einen anderen Drucktransmitter ersetzt. Das neue Gerät besitzt einen eingestellten Messbereich von 0 bis 16 bar und ebenfalls einen Ausgang von 4 bis 20 mA.

Die fachliche Messstelle bleibt unverändert. Die Geräte-ID muss jedoch wechseln und die Skalierung angepasst werden.

8.1 Ausgangsdaten und Annahmen

Für das Rechenbeispiel gelten ausdrücklich frei gewählte Annahmen:

1. Messstellen-ID: PRESS-P101-OUT.
2. Alte Geräte-ID: SENSOR-004582.
3. Neue Geräte-ID: SENSOR-008917.
4. Alter Messbereich: 0 bis 10 bar.
5. Neuer Messbereich: 0 bis 16 bar.
6. Ausgangssignal beider Sensoren: 4 bis 20 mA.
7. Abtastintervall: 10 Sekunden.
8. Betrachtungszeitraum: 10:00:00 bis 11:00:00 UTC.
9. Letzter regulärer alter Messwert: 10:19:50 UTC.
10. Ende der alten Gerätezuordnung: 10:20:00 UTC.
11. Beginn der neuen freigegebenen Gerätezuordnung: 10:32:00 UTC.
12. Erster regulärer neuer Messwert: 10:32:00 UTC.
13. Während der Unterbrechung erfolgen keine gültigen physikalischen Messungen.
14. Die Zeitreihe verwendet ein festes Zehnsekundenraster.
15. Die Skalierungen werden im Beispiel als ideal linear betrachtet.

Die Zahlen dienen ausschließlich zur Veranschaulichung und stellen keine realen Anlagen- oder Herstellerdaten dar.

8.2 Anzahl der erwarteten Messwerte

Der Betrachtungszeitraum beträgt eine Stunde.

Eine Stunde enthält:

3.600 Sekunden

Bei einem Messintervall von 10 Sekunden werden erwartet:

N = 3.600 s / 10 s

N = 360 Messwerte

Für das Beispiel werden die Zeitpunkte von 10:00:00 einschließlich bis 11:00:00 ausschließlich betrachtet.

8.3 Messwerte des alten Sensors

Der alte Sensor liefert Werte von 10:00:00 bis einschließlich 10:19:50 UTC.

Die Zeitdauer beträgt 20 Minuten.

N_alt = 20 · 60 / 10

N_alt = 120 Messwerte

8.4 Unterbrechung durch den Sensorwechsel

Zwischen 10:20:00 und 10:32:00 erfolgt keine gültige physikalische Messung.

Die Unterbrechung beträgt:

12 Minuten = 720 Sekunden

Damit fehlen:

N_fehlend = 720 / 10

N_fehlend = 72 Messwerte

8.5 Messwerte des neuen Sensors

Der neue Sensor liefert ab 10:32:00 bis einschließlich 10:59:50 UTC gültige Werte.

Dieser Zeitraum umfasst 28 Minuten.

N_neu = 28 · 60 / 10

N_neu = 168 Messwerte

8.6 Tatsächlich vorhandene Messwerte

Die Anzahl real erfasster gültiger Werte beträgt:

N_gültig = 120 + 168

N_gültig = 288 Messwerte

Die übrigen 72 vorgesehenen Zeitpunkte besitzen keinen gültigen physikalischen Messwert.

8.7 Datenverfügbarkeit

Für das Beispiel wird die Datenverfügbarkeit als Anteil tatsächlich vorhandener gültiger Rasterwerte definiert.

Verfügbarkeit = N_gültig / N_erwartet · 100 %

Verfügbarkeit = 288 / 360 · 100 %

Verfügbarkeit = 80 %

Die Datenverfügbarkeit beträgt in dieser einen Stunde somit 80 %.

Dies ist eine anwendungsspezifische Kennzahl für den betrachteten Zeitraum und keine allgemeingültige Definition der Anlagenverfügbarkeit.

8.8 24-Stunden-Betrachtung

Wird angenommen, dass an einem vollständigen Tag nur diese eine Unterbrechung von zwölf Minuten auftritt, ergeben sich bei demselben Zehnsekundenraster:

N_Tag = 24 · 3.600 / 10

N_Tag = 8.640 Messwerte

Davon fehlen 72 Werte.

N_gültig,Tag = 8.640 – 72

N_gültig,Tag = 8.568 Messwerte

Die rechnerische Tagesverfügbarkeit beträgt:

8.568 / 8.640 · 100 %

Verfügbarkeit ≈ 99,17 %

Damit wird deutlich, weshalb Datenverfügbarkeitskennzahlen immer mit ihrem Bezugszeitraum angegeben werden sollten.

8.9 Skalierung des alten Sensors

Der alte Sensor besitzt einen Messbereich von 0 bis 10 bar.

Die ideale lineare Zuordnung lautet:

p = (I – 4 mA) / 16 mA · 10 bar

Bei einem angenommenen Strom von 12 mA ergibt sich:

p_alt = (12 – 4) / 16 · 10 bar

p_alt = 5,00 bar

8.10 Skalierung des neuen Sensors

Der neue Sensor besitzt einen Messbereich von 0 bis 16 bar.

Seine ideale lineare Zuordnung lautet:

p = (I – 4 mA) / 16 mA · 16 bar

Bei ebenfalls angenommenen 12 mA ergibt sich:

p_neu = (12 – 4) / 16 · 16 bar

p_neu = 8,00 bar

8.11 Fehler durch unveränderte alte Skalierung

Wenn das Edge-Gateway nach dem Sensorwechsel weiterhin mit der alten Messspanne von 0 bis 10 bar arbeitet, interpretiert es die angenommenen 12 mA als 5,00 bar.

Der neue Sensor ordnet diesem Strom jedoch 8,00 bar zu.

Die absolute Abweichung lautet:

Δp = 8,00 – 5,00 bar

Δp = 3,00 bar

Bezogen auf den in diesem Beispiel korrekten Wert von 8,00 bar beträgt die relative Abweichung:

ε = 3,00 / 8,00 · 100 %

ε = 37,5 %

Der Historian würde in diesem Szenario einen formal vorhandenen Zahlenwert speichern, der aufgrund der falschen Skalierung physikalisch falsch ist.

8.12 Keine automatische Vergleichbarkeit gleicher Stromsignale

Die beiden 12-mA-Beispiele sind getrennte Rechenfälle.

Sie bedeuten nicht, dass der Prozessdruck während des Sensorwechsels tatsächlich von 5 auf 8 bar gestiegen ist.

Für eine solche Aussage wären gültige physikalische Messungen und vergleichbare Prozessbedingungen erforderlich.

8.13 Sensorwechsel im Trend markieren

Der Historian enthält im Modell drei klar unterscheidbare Abschnitte:

1. Bis 10:19:50: Gültige Werte des alten Sensors.
2. 10:20:00 bis vor 10:32:00: Keine gültigen physikalischen Messwerte.
3. Ab 10:32:00: Gültige Werte des neuen Sensors nach Freigabe.

Das Gerätewechselereignis sollte im Trend eindeutig sichtbar sein.

8.14 Kein künstliches Schließen der Messlücke

Wenn die Trenddarstellung den letzten alten Wert unmittelbar mit dem ersten neuen Wert verbindet, kann dies fälschlich eine kontinuierliche Messung suggerieren.

Die Zeitreihe sollte deshalb den fehlenden Zeitraum entsprechend kennzeichnen.

8.15 Store-and-Forward richtig interpretieren

Angenommen, das Edge-Gateway kann lokal gespeicherte Werte nach einer Netzunterbrechung übertragen.

Diese Funktion kann Daten retten, die während eines Kommunikationsausfalls tatsächlich erfasst und lokal gespeichert wurden.

Sie kann aber nicht die 72 Messwerte erzeugen, die während des physischen Sensorwechsels überhaupt nicht gemessen wurden.

8.16 Ergebnisse im Überblick

Rechenbeispiel zum Sensorwechsel und zur Historian-Datenkontinuität

Berechnungsgröße	Annahme oder Berechnung	Ergebnis
Messstellen-ID	Stabile fachliche Kennung	PRESS-P101-OUT
Alte Geräte-ID	Beispielkennung	SENSOR-004582
Neue Geräte-ID	Beispielkennung	SENSOR-008917
Alter Messbereich	4 bis 20 mA	0 bis 10 bar
Neuer Messbereich	4 bis 20 mA	0 bis 16 bar
Abtastintervall	Frei gewählt	10 s
Betrachtungsdauer	10:00 bis 11:00 UTC	60 min
Erwartete Messwerte	3.600 / 10	360
Messwerte alter Sensor	20 · 60 / 10	120
Sensorwechsel-Unterbrechung	10:20 bis 10:32 UTC	12 min
Fehlende Messwerte	720 / 10	72
Messwerte neuer Sensor	28 · 60 / 10	168
Gesamtzahl gültiger Messwerte	120 + 168	288
Datenverfügbarkeit in dieser Stunde	288 / 360 · 100 %	80 %
Datenverfügbarkeit in 24 Stunden bei einer solchen Unterbrechung	8.568 / 8.640 · 100 %	99,17 %
12 mA mit alter Skalierung	(12 – 4) / 16 · 10	5,00 bar
12 mA mit neuer Skalierung	(12 – 4) / 16 · 16	8,00 bar
Abweichung bei falscher Skalierung	8,00 – 5,00	3,00 bar
Relative Abweichung zum korrekten neuen Wert	3,00 / 8,00 · 100 %	37,5 %

8.17 Auswirkungen auf die Datenhistorie

Der Sensorwechsel erzeugt im Beispiel keine neue fachliche Messstelle.

Die Messstellen-ID bleibt deshalb unverändert.

Die Geräte-ID, Messspanne und Konfigurationsversion werden dagegen neu zugeordnet.

Die reale Messlücke bleibt im Historian sichtbar.

8.18 Grenzen des Rechenbeispiels

Alle Gerätekennungen, Messwerte und Zeitpunkte sind hypothetisch.

Die Rechnung setzt ein regelmäßiges Zehnsekundenraster und eine ideal lineare Strom-Druck-Kennlinie voraus.

Reale Systeme können abweichende Erfassungsintervalle, zusätzliche Datenqualitätszustände, Messunsicherheiten, Verzögerungen und andere Konfigurationsmodelle besitzen.

Die dargestellte Berechnung ist keine verbindliche Systemarchitektur, sondern ein nachvollziehbares technisches Beispiel.

9. Historian-Tag und physische Geräteidentität trennen

Ein Historian-Tag sollte in einer auf langfristige Datenkontinuität ausgelegten Architektur nicht ausschließlich die Identität des momentan installierten Sensors widerspiegeln.

9.1 Fachlicher Zeitreihenbezug

Wenn eine Messstelle über mehrere Gerätegenerationen dieselbe fachliche Aufgabe erfüllt, kann ein logischer Historian-Tag diese Messstelle langfristig repräsentieren.

9.2 Sensorbezogener Datenkanal

Daneben können einzelne gerätespezifische Datenkanäle verwaltet werden.

Sie sind beispielsweise für Geräteinformationen, Diagnosewerte oder technische Vergleiche relevant.

9.3 Historian-Tag bei Sensorwechsel

Beim Austausch wird die Zuordnung des physischen Geräts geändert.

Die fachliche Zeitreihe muss nicht allein wegen des Sensorwechsels umbenannt oder neu angelegt werden.

9.4 Wann eine neue Zeitreihe sinnvoll ist

Wenn sich die fachliche Bedeutung wesentlich verändert, kann eine neue Messstellen- oder Zeitreihenidentität erforderlich sein.

Dies ist beispielsweise zu prüfen, wenn von Relativdruck auf Absolutdruck gewechselt oder die Messstelle dauerhaft an einen anderen Prozessort verlegt wird.

9.5 Tag-Alias

Eine zusätzliche Alias-Struktur kann historische und aktuelle technische Bezeichnungen auf eine stabile fachliche Messstellen-ID abbilden.

9.6 Datenabfrage

Bei einer langfristigen Historian-Abfrage können Messwerte anhand der Messstellen-ID geladen und für den jeweiligen Zeitpunkt der gültigen Geräte- und Konfigurationsversion zugeordnet werden.

9.7 Rohdaten und Prozesswerte

Für anspruchsvolle Anwendungen kann es sinnvoll sein, sowohl geeignete Rohdaten als auch korrekt skalierte Prozesswerte zu speichern.

Dadurch bleiben spätere Prüfungen von Messbereichsänderungen und Skalierungsfehlern möglich.

9.8 Keine unkontrollierte Vermischung

Eine durchgehende fachliche Zeitreihe ist nur dann sinnvoll, wenn Unterschiede zwischen Gerätegenerationen und Messbedingungen erkennbar bleiben.

10. Messbereich, Einheiten und Skalierung versionieren

Ein Sensorwechsel kann die physikalische Zuordnung zwischen Rohsignal und Prozesswert verändern.

10.1 Analoge Skalierung

Bei einem linearen 4-bis-20-mA-Signal wird der elektrische Strom einem definierten physikalischen Messbereich zugeordnet.

10.2 Messbereichsänderung

Wenn der neue Sensor einen anderen Messbereich besitzt, muss die entsprechende Skalierung aktualisiert werden.

Andernfalls können physikalisch falsche Werte entstehen.

10.3 Einheit

Ein Gerät kann beispielsweise Druckwerte in bar, kPa oder Pa bereitstellen.

Die Zielgröße im Historian muss eindeutig definiert sein.

10.4 Umrechnung

Eine Umrechnung zwischen kompatiblen Einheiten muss nachvollziehbar und mathematisch korrekt erfolgen.

Die Ausgangseinheit und die verwendete Umrechnungsvorschrift sollten dokumentiert werden.

10.5 Konfigurationsversion

Eine neue Skalierung erhält eine neue Versionskennung.

Diese wird mit einem eindeutigen Gültigkeitsbeginn versehen.

10.6 Historische Skalierung

Die frühere Skalierung muss erhalten bleiben, damit ältere Rohwerte weiterhin korrekt interpretiert werden können.

10.7 Messbereichsgrenzen

Unter- und Überbereichszustände müssen entsprechend der tatsächlichen Gerätefunktion behandelt werden.

Eine fehlerhafte Skalierung darf nicht unbemerkt zu plausibel aussehenden, aber falschen Messwerten führen.

10.8 Fachliche Abgrenzung

Die ausführliche Versionierung von Rohwerten, Einheiten und Skalierungsfaktoren wird im ergänzenden ICS-Fachbeitrag behandelt:

Einheiten und Skalierung in Messdaten versionieren: Bar, Pa und Rohwertfehler dauerhaft vermeiden.

11. Edge-Pufferung, Nachlieferung und Store-and-Forward

In industriellen IIoT-Systemen kann die Netzwerkverbindung zwischen Feldanlage und zentralem Historian zeitweise unterbrochen sein.

11.1 Kommunikationsausfall

Bei einem Kommunikationsausfall können Sensor und lokale Steuerung weiterhin regulär messen, obwohl keine Verbindung zum zentralen Historian besteht.

11.2 Lokale Pufferung

Ein geeignetes Edge-Gateway kann Messwerte während der Unterbrechung lokal speichern.

Die tatsächliche Pufferkapazität hängt von Hard- und Software sowie den Systemeinstellungen ab.

11.3 Store-and-Forward

Nach Wiederherstellung der Verbindung können lokal gespeicherte Messwerte nachgeliefert werden.

Die ursprünglichen geeigneten Messzeitstempel müssen dabei erhalten bleiben.

11.4 Physischer Sensorwechsel

Wenn während eines Sensorwechsels keine Messung erfolgt, können für diesen Zeitraum keine echten Messwerte gepuffert werden.

Eine Store-and-Forward-Funktion ersetzt deshalb keine fehlende physikalische Datenerfassung.

11.5 Doppelte Übertragung

Bei Wiederholübertragungen können Nachrichten oder Messdatensätze mehrfach im Zielsystem ankommen.

Die Datenverarbeitung muss deshalb mit geeigneten Mechanismen verhindern, dass identische Ereignisse unbeabsichtigt mehrfach gezählt werden.

11.6 Idempotente Verarbeitung

Ein geeignetes Verfahren kann jeden Messdatensatz anhand einer eindeutigen Ereigniskennung identifizieren.

Alternativ kann innerhalb eines klar definierten Datenmodells eine Kombination aus Messstelle, Zeitstempel und weiterer eindeutiger Sequenzinformation verwendet werden.

Die gewählte Kennung darf unterschiedliche gültige Messereignisse nicht versehentlich zusammenführen.

11.7 Reihenfolge

Nachgelieferte Daten können später eintreffen als bereits gespeicherte aktuelle Werte.

Der Historian muss deshalb Ereigniszeit und Ankunftsreihenfolge unterscheiden.

11.8 Pufferüberlauf

Wenn eine Kommunikationsunterbrechung länger als die verfügbare Pufferkapazität dauert, können Messwerte verloren gehen.

Ein solcher Zustand sollte erkannt und dokumentiert werden.

11.9 Gerätewechsel während einer Unterbrechung

Wenn ein Sensorwechsel während eines Kommunikationsausfalls stattfindet, müssen nachgelieferte ältere Werte weiterhin dem alten Gerät zugeordnet werden.

Der Zeitpunkt der späteren Speicherung darf nicht dazu führen, dass diese Werte fälschlich dem neuen Sensor zugewiesen werden.

12. OPC UA, MQTT, Modbus und HART richtig integrieren

Unterschiedliche industrielle Kommunikationsverfahren bieten verschiedene Funktionen für den Datentransport und die Geräteintegration.

12.1 Modbus RTU

Modbus RTU wird häufig zur Übertragung von Messwerten über RS-485 verwendet.

Die Geräte werden über entsprechende Adressen und Register angesprochen.

Eine Modbus-Adresse allein ist jedoch keine dauerhaft eindeutige physische Geräteidentität.

12.2 HART

HART ermöglicht bei geeigneten Feldgeräten digitale Kommunikation zusätzlich zum analogen 4-bis-20-mA-Signal.

Abhängig vom Gerät können Identifikations- und Konfigurationsinformationen abgefragt werden.

12.3 IO-Link

IO-Link ermöglicht bei geeigneten Sensoren die Übertragung von Prozessdaten sowie Geräte- und Diagnoseinformationen.

Bei einem Gerätewechsel können diese Informationen für Identifikation und Parametrierung genutzt werden.

12.4 OPC UA

OPC UA stellt ein industrielles Informations- und Kommunikationsmodell bereit.

Messwerte können mit Datentyp, Statuscode und Zeitstempeln übertragen werden.

12.5 OPC-UA-Statuscodes

Statuscodes können unter anderem gültige, unsichere und fehlerhafte Datenzustände beschreiben.

Die Datenqualitätsinformationen sollten bei der Historisierung nicht ohne bewusste Entscheidung verworfen werden.

12.6 MQTT

MQTT ist ein leichtgewichtiges Publish/Subscribe-Nachrichtenprotokoll.

Die fachliche Semantik der übertragenen Messwerte muss durch das verwendete Datenmodell beziehungsweise Nachrichtenformat definiert werden.

12.7 Sparkplug

Sparkplug ergänzt MQTT um definierte Strukturen für Geräte- und Edge-Zustände sowie entsprechende Metriknachrichten.

Gerätewechsel und Zustandsänderungen können dadurch technisch unterstützt werden.

Die langfristige fachliche Zuordnung zu einer Messstellen-ID muss jedoch weiterhin passend modelliert werden.

12.8 Historische Nachrichten

Bei dafür vorgesehenen Protokoll- und Datenmodellen können historische Messwerte entsprechend gekennzeichnet werden.

Das empfangende System muss solche Werte zeitlich korrekt einordnen.

12.9 Keine automatische Datenkontinuität

Keines der genannten Protokolle garantiert allein, dass ein Sensorwechsel im Historian fachlich korrekt dokumentiert wird.

Dafür sind eindeutige Identitäten, Zuordnungsregeln und eine entsprechende Systemarchitektur notwendig.

12.10 Ergänzender Fachbeitrag

Die Unterschiede zwischen den Kommunikationsverfahren werden im ICS-Fachbeitrag erläutert:

OPC UA oder MQTT für Messdaten: Datenmodell, Kommunikationsrichtung und IT/OT-Integration vergleichen.

13. Gateway-Wechsel und Kommunikationspfade dokumentieren

Nicht nur Sensoren, sondern auch SPS-Baugruppen, Kommunikationsmodule und Edge-Gateways können im Laufe des Anlagenbetriebs ersetzt werden.

13.1 Gateway als eigenständiges Asset

Das Gateway besitzt eine eigene technische und gegebenenfalls physische Identität.

Es sollte daher unabhängig von den angeschlossenen Messstellen verwaltet werden.

13.2 Gateway-Wechsel

Wenn ein Gateway ersetzt wird, können die vorhandenen Sensoren und Messstellen unverändert bleiben.

Die technische Kommunikationszuordnung muss jedoch aktualisiert werden.

13.3 Treiberversion

Ein neuer Treiber oder eine aktualisierte Gateway-Software kann das Verhalten der Datenverarbeitung verändern.

Relevant sind insbesondere Zeitstempel, Skalierung, Diagnosezustände und Abfrageintervalle.

13.4 Register-Mapping

Bei Modbus-Systemen müssen Registeradressen, Datentypen, Byte-Reihenfolge und Skalierungsregeln korrekt übernommen werden.

13.5 Topic-Änderung

Eine Änderung des MQTT-Topic-Namens bedeutet nicht automatisch, dass eine neue fachliche Messstelle entstanden ist.

13.6 Kommunikationspfad

Die technische Datenherkunft kann beispielsweise über Sensor, SPS, Gateway und Broker beschrieben werden.

Für die Rückverfolgbarkeit kann die gültige Version dieses Pfades gespeichert werden.

13.7 Gateway-Ausfall

Ein Ausfall des Gateways kann mehrere Messstellen gleichzeitig betreffen.

Die Datenqualität sollte diesen gemeinsamen Kommunikationsfehler korrekt abbilden.

13.8 Migration ohne Datenverlust

Bei einer geplanten Gateway-Migration müssen die historisierten Messstellen-IDs und Gerätezuordnungen erhalten bleiben.

Die Migration darf nicht unkontrolliert neue fachliche Messstellen erzeugen.

14. Asset Management, Seriennummern und Kalibrierhistorie

Die physische Identität eines Sensors ist auch für Instandhaltung, Qualitätssicherung und Kalibrierung wichtig.

14.1 Geräteinventar

Ein Geräteinventar enthält beispielsweise Hersteller, Modell, Seriennummer, interne Geräte-ID und aktuelle Einsatzstelle.

14.2 Gerätewechsel

Beim Sensorwechsel wird die physische Gerätezuordnung aktualisiert.

Die bisherige Historie bleibt weiterhin mit dem ausgebauten Gerät verknüpft.

14.3 Kalibrierinformationen

Kalibrierdatum, Kalibrierschein und gegebenenfalls festgestellte Messabweichungen können zur Bewertung historischer Daten relevant sein.

14.4 As-Found und As-Left

Bei bestimmten Kalibrierabläufen wird zwischen dem Zustand vor einer Justierung und dem Zustand nach der Justierung unterschieden.

Diese Informationen können helfen, die Messqualität früherer Zeiträume zu beurteilen.

14.5 Gerätestatus

Ein Gerät kann beispielsweise aktiv, ausgebaut, in Reparatur, kalibriert oder außer Betrieb sein.

Der Status sollte nachvollziehbar verwaltet werden.

14.6 Ein Gerät an mehreren Messstellen

Ein ausgebauter Sensor kann später an einer anderen Messstelle eingesetzt werden, sofern er dafür geeignet ist.

In diesem Fall bleibt seine physische Geräte-ID erhalten, während eine neue zeitlich gültige Messstellenzuordnung entsteht.

14.7 Mehrere Sensoren an einer Messstelle

Bei redundanten Messstellen können mehrere Sensoren gleichzeitig installiert sein.

Die Zuordnung muss dann auch ihre jeweilige Funktion berücksichtigen.

14.8 Asset-Management-System

Ein separates Asset-Management- oder Instandhaltungssystem kann die Gerätehistorie verwalten.

Der Historian muss nicht sämtliche Stammdaten selbst speichern, sollte jedoch die relevanten Informationen eindeutig verknüpfen können.

15. Trendanalysen, Aggregation und vergleichbare historische Daten

Ein Sensorwechsel kann die Interpretation langfristiger Messdaten beeinflussen.

15.1 Trendkontinuität

Eine fortlaufende Zeitreihe ist hilfreich, wenn die fachliche Messaufgabe unverändert bleibt.

Die Gerätewechselereignisse müssen dabei jedoch erkennbar sein.

15.2 Messwertsprung

Ein sprunghafter Unterschied nach einem Sensorwechsel kann mehrere Ursachen besitzen.

Dazu gehören eine tatsächliche Prozessänderung, unterschiedliche Sensorabweichungen oder eine fehlerhafte Skalierung.

15.3 Keine voreilige Interpretation

Wenn vor und nach dem Austausch unterschiedliche Werte vorliegen, darf daraus allein keine physikalische Prozessänderung abgeleitet werden.

Für eine solche Aussage müssen die Messbedingungen ausreichend vergleichbar sein.

15.4 Mittelwerte

Bei der Berechnung von Mittelwerten muss festgelegt werden, wie Messlücken und ungültige Werte behandelt werden.

Fehlende Messwerte dürfen nicht automatisch als null interpretiert werden.

15.5 Minimum und Maximum

Auch Minimal- und Maximalwerte können durch Messlücken beeinflusst werden.

Ein während des Sensorwechsels tatsächlich aufgetretener Prozesshöchstwert kann möglicherweise nicht mehr rekonstruiert werden.

15.6 Datenverfügbarkeit

Eine Verfügbarkeitskennzahl sollte den betrachteten Zeitraum und die Definition gültiger Daten offenlegen.

Die Kennzahl kann beispielsweise auf erwarteten Rasterwerten oder auf einer zeitgewichteten Betrachtung beruhen.

15.7 Verdichtung

Bei der Datenverdichtung können Mittelwerte, Minimalwerte, Maximalwerte und Qualitätsinformationen gespeichert werden.

Die Verdichtungsregeln sollten dokumentiert sein.

15.8 Ereignisbezogene Auswertung

Der Sensorwechsel kann als Ereignismarker in Berichten erscheinen.

Dadurch können Auswertungen vor und nach dem Austausch getrennt oder bewusst gemeinsam durchgeführt werden.

15.9 Langfristige Vergleichbarkeit

Messwerte aus unterschiedlichen Gerätegenerationen sind nur dann ausreichend vergleichbar, wenn Messgröße, Einheit, Messbereich, Messunsicherheit und relevante Prozessbedingungen berücksichtigt werden.

16. IT/OT-Betrieb, Zuständigkeiten und Change Management

Ein zuverlässiger Sensorwechsel benötigt nicht nur ein geeignetes technisches Datenmodell, sondern auch einen definierten organisatorischen Ablauf.

16.1 Verantwortlichkeit der Instandhaltung

Die Instandhaltung verwaltet typischerweise die physische Installation, den Ausbau und die technische Funktionsprüfung des Sensors.

16.2 Verantwortlichkeit der Automatisierung

Die Automatisierung ist häufig für SPS-Parametrierung, Messbereich, Signalverarbeitung und technische Geräteintegration zuständig.

16.3 Verantwortlichkeit der IT/OT-Systembetreuung

Die Betreuung der Historian- und Edge-Systeme stellt sicher, dass die Datenzuordnung und Datenübertragung entsprechend dem festgelegten Modell funktionieren.

16.4 Änderungskontrolle

Ein Sensorwechsel sollte als nachvollziehbare Änderung behandelt werden.

Dies gilt insbesondere, wenn Messspanne, Datenverarbeitung oder Kommunikationsschnittstelle verändert werden.

16.5 Vier-Augen-Prinzip

Bei qualitätskritischen Messstellen kann eine getrennte technische Prüfung und Freigabe zweckmäßig sein.

Die konkrete organisatorische Ausführung hängt von den Anforderungen der Anlage ab.

16.6 Stammdatenpflege

Die Pflege von Geräte- und Messstellenstammdaten muss eindeutig zugeordnet sein.

Mehrere unabhängige, widersprüchliche Stammdatenquellen sollten vermieden werden.

16.7 Dokumentationspflichten

Prüfprotokolle, Konfigurationsstände und relevante Freigaben sollten entsprechend dem Qualitäts- und Betriebskonzept verwaltet werden.

16.8 Wiederkehrende Kontrolle

Regelmäßige Prüfungen können unvollständige Gerätezuordnungen, veraltete Skalierungen oder fehlende Ereigniseinträge aufdecken.

17. IT/OT-Sicherheit, Zugriffsschutz und Auditierbarkeit

Historian- und Edge-Systeme sind Teil der industriellen Dateninfrastruktur.

Ihre Sicherheit muss bei der Gestaltung von Sensorwechselprozessen berücksichtigt werden.

17.1 Zugriffsschutz

Nicht jeder Benutzer sollte beliebige Gerätezuordnungen oder Skalierungen ändern können.

Die Berechtigungen sollten anhand der betrieblichen Zuständigkeiten vergeben werden.

17.2 Authentifizierung

Änderungen an Messstellenstammdaten und Konfigurationen sollten einem autorisierten Benutzer beziehungsweise technischen Prozess zugeordnet werden können.

17.3 Rollenmodell

Ein Rollenmodell kann beispielsweise zwischen lesenden Benutzern, Instandhaltung, Administratoren und freigabeberechtigten Personen unterscheiden.

17.4 Verschlüsselte Übertragung

Für geeignete Netzwerkverbindungen können beispielsweise TLS-gesicherte Verbindungen verwendet werden.

Die konkrete Sicherheitsarchitektur hängt von den eingesetzten Kommunikationsverfahren ab.

17.5 Netzwerksegmentierung

Die Trennung von OT- und IT-Netzbereichen kann Bestandteil des Sicherheitskonzepts sein.

Gateways und Datenübertragungspfade müssen entsprechend verwaltet werden.

17.6 Audit-Logs

Relevante Änderungen sollten protokolliert werden.

Dazu gehören beispielsweise Änderungen der Messstellenzuordnung, Skalierung und Benutzerberechtigungen.

17.7 Historische Korrekturen

Wenn historische Daten korrigiert werden müssen, sollte die ursprüngliche Version nachvollziehbar bleiben.

Eine unbemerkte Überschreibung erschwert spätere Prüfungen.

17.8 Sicherheitsbetrachtung

Für industrielle Automatisierungs- und Leitsysteme kann die Normenreihe IEC 62443 als Grundlage einer geeigneten IT/OT-Sicherheitsbetrachtung relevant sein.

Die konkrete Umsetzung richtet sich nach System, Risiken und organisatorischen Anforderungen.

17.9 Trennung von Daten und Sicherheitsfunktionen

Ein Historian dient normalerweise der Aufzeichnung und Analyse von Prozessdaten.

Eine Historian-Auswertung ersetzt nicht automatisch die für eine sicherheitsgerichtete Funktion erforderliche unabhängige und entsprechend ausgelegte Schutztechnik.

18. Datenintegrität, Messunsicherheit und Rückverfolgbarkeit

Die technische Qualität langfristiger Messdaten hängt von mehreren Faktoren ab.

18.1 Messunsicherheit des Sensors

Jeder Sensor besitzt spezifizierte Messunsicherheiten beziehungsweise Fehlergrenzen.

Bei einem Gerätewechsel können sich diese Eigenschaften ändern.

18.2 Kalibrierhistorie

Die Kalibrierhistorie kann bei der späteren Bewertung von Messabweichungen helfen.

Sie muss dem tatsächlich verwendeten Gerät zugeordnet bleiben.

18.3 Skalierungsfehler

Eine fehlerhafte Umrechnung des Rohsignals kann größere Messabweichungen verursachen als der eigentliche Sensor.

18.4 Zeitstempelfehler

Fehlerhafte oder unzureichend synchronisierte Zeitstempel können die Zuordnung von Prozessereignissen erschweren.

18.5 Datenverlust

Nicht vorhandene Messwerte können nachträglich nicht als reale Messungen wiederhergestellt werden, sofern keine entsprechende andere gültige Datenquelle existiert.

18.6 Historische Korrekturen

Wenn eine falsche Skalierung erkannt wird und die erforderlichen Rohdaten vorhanden sind, kann eine dokumentierte Neuberechnung möglich sein.

Die mathematische Korrektur ersetzt jedoch nicht die Bewertung der ursprünglichen Messunsicherheit.

18.7 Herkunftsnachweis

Für einen historischen Messwert muss gegebenenfalls nachvollziehbar sein, welcher Sensor, welche Konfiguration und welche Verarbeitung verwendet wurden.

18.8 Datenqualität als eigenständige Information

Ein numerisch plausibler Wert kann aufgrund von Sensorfehlern oder einer falschen Zuordnung dennoch ungültig sein.

Die Datenqualität sollte daher unabhängig vom Zahlenwert verwaltet werden.

18.9 Rückverfolgbarkeit

Die Verknüpfung von Messstellen-ID, Geräte-ID, Kalibrierinformationen und gültiger Konfiguration ermöglicht eine bessere technische Rückverfolgbarkeit.

18.10 Keine automatische Datenvergleichbarkeit

Selbst wenn beide Sensoren denselben Prozesswert messen, muss ihre Vergleichbarkeit für die jeweilige Auswertung geprüft werden.

Unterschiede bei Einbau, Messbereich, Dynamik oder Genauigkeit können relevant bleiben.

19. Praktische Architektur für Sensorik, Edge und Historian

Eine geeignete Systemarchitektur trennt die physikalische Messwerterfassung, die technische Datenübertragung und die langfristige Datenverwaltung.

19.1 Feldebene

Auf der Feldebene befinden sich Sensoren, Messumformer und gegebenenfalls lokale Signalwandler.

Sie erfassen den eigentlichen Prozesswert.

19.2 SPS und Feldkommunikation

Die SPS beziehungsweise ein Feldkommunikationssystem übernimmt die Einbindung der Sensorwerte in die Automatisierung.

19.3 Edge-Gateway

Das Edge-Gateway kann Werte erfassen, skalieren, zeitlich einordnen und für die Übertragung vorbereiten.

Je nach Ausführung kann es außerdem lokale Puffer- und Diagnosefunktionen bereitstellen.

19.4 Nachrichtenübertragung

Die Übertragung zum Historian oder einer übergeordneten Plattform kann beispielsweise über MQTT, HTTPS oder OPC UA erfolgen.

19.5 Historian

Der Historian übernimmt die langfristige Speicherung von Messwerten und zugehörigen Zeitinformationen.

Die Verwaltung von Qualitätsinformationen und Ereignissen muss zur eingesetzten Datenbank passen.

19.6 Messstellenregister

Ein Messstellenregister verwaltet die stabilen fachlichen Identitäten der Messstellen.

19.7 Geräteregister

Ein separates Register kann die physischen Geräte einschließlich Hersteller, Seriennummer und Konfiguration verwalten.

19.8 Zuordnungsregister

Das Zuordnungsregister verknüpft Geräte und Messstellen anhand zeitlich gültiger Beziehungen.

Dadurch kann die physische Datenquelle für einen historischen Wert bestimmt werden.

19.9 Ereignisregister

Wartung, Sensorwechsel, Kalibrierung, Freigaben und relevante Konfigurationsänderungen werden als Ereignisse dokumentiert.

19.10 Auswertungsschicht

Dashboards, Berichte und analytische Anwendungen greifen auf Messwerte sowie die zugehörigen Identitäten und Qualitätsinformationen zu.

19.11 Beispiel einer Datenkette

Eine entsprechende Architektur kann folgendermaßen aufgebaut sein:

Sensor → SPS / Feldkommunikation → Edge-Gateway → sichere Datenübertragung → Historian → Dashboard / Reporting

Parallel dazu erfolgt die Verknüpfung mit dem Messstellen-, Geräte- und Ereignisregister.

19.12 Keine starre Einzelarchitektur

Die genaue Umsetzung hängt von den eingesetzten Produkten und Systemen ab.

Ein kleiner Prüfstand benötigt nicht zwangsläufig dieselbe Infrastruktur wie eine großflächige Produktionsanlage.

Die grundlegende Trennung von fachlicher Messstelle und physischem Gerät bleibt jedoch sinnvoll.

20. Systematischer Ablauf für einen dokumentierten Sensorwechsel

Ein Sensorwechsel sollte nach einem definierten Verfahren durchgeführt und dokumentiert werden.

Die folgenden Schritte bilden einen möglichen technischen Ablauf für eine industrielle IIoT-Messstelle.

1. Messstelle identifizieren: Die vorhandene stabile Messstellen-ID eindeutig feststellen.
2. Altes Gerät identifizieren: Geräte-ID, Seriennummer, Messbereich und relevante Konfiguration erfassen.
3. Historian-Zuordnung prüfen: Feststellen, welche fachliche Zeitreihe die Messstelle repräsentiert.
4. Wechselgrund dokumentieren: Defekt, Wartung, Modernisierung oder andere Ursache erfassen.
5. Neues Gerät auswählen: Messgröße, Messbereich, Genauigkeit und Prozessbedingungen prüfen.
6. Kommunikationskompatibilität prüfen: Ausgangssignal und erforderliche Protokolle feststellen.
7. Kalibrierstatus kontrollieren: Geeignete Prüf- beziehungsweise Kalibrierinformationen des neuen Geräts erfassen.
8. Konfigurationsänderungen planen: Messspanne, Einheit, Filter und gegebenenfalls Alarmparameter dokumentieren.
9. Sichere Außerbetriebnahme durchführen: Die erforderlichen betrieblichen und technischen Schutzmaßnahmen umsetzen.
10. Letzten gültigen Messwert sichern: Zeitstempel und Datenqualität des letzten regulären Werts dokumentieren.
11. Alte Gerätezuordnung beenden: Den gültigen Zeitraum des bisherigen Sensors abschließen.
12. Physisches Gerät austauschen: Installation nach den vorgesehenen Montage- und Sicherheitsbedingungen durchführen.
13. Neue Geräte-ID erfassen: Den neuen Sensor eindeutig im Geräteregister anlegen beziehungsweise zuordnen.
14. Neue Konfiguration aktivieren: Messbereich und Verarbeitung entsprechend den Vorgaben einstellen.
15. Kommunikationspfad prüfen: SPS-, Gateway- und Historian-Anbindung kontrollieren.
16. Zeitstempel überprüfen: Erfassungs- und Empfangszeitbezug korrekt zuordnen.
17. Datenqualität prüfen: Fehler-, Wartungs- und ungültige Zustände korrekt erfassen.
18. Funktionsprüfung durchführen: Messwert, Skalierung und gegebenenfalls Referenzmessung plausibilisieren.
19. Freigabe dokumentieren: Den Beginn der regulären Datenerfassung des neuen Sensors festlegen.
20. Neue Gerätezuordnung aktivieren: Die Messstellen-ID mit der neuen Geräte-ID und dem gültigen Zeitraum verknüpfen.
21. Historian-Verlauf kontrollieren: Die korrekte Zuordnung alter und neuer Werte prüfen.
22. Messlücke kennzeichnen: Den Zeitraum ohne gültige physikalische Messung dokumentieren.
23. Nachlieferung kontrollieren: Gegebenenfalls gepufferte Werte ohne doppelte Speicherung übernehmen.
24. Trend und Berichte prüfen: Die Darstellung des Sensorwechselereignisses und die Datenkontinuität kontrollieren.
25. Änderung abschließen: Stammdaten, Konfigurationsversionen, Prüfergebnisse und Verantwortliche dokumentieren.

Bei sicherheits- oder qualitätskritischen Messstellen können zusätzliche Freigaben und Prüfungen erforderlich sein.

21. Typische Fehlerbilder und gezielte Diagnose

Fehler nach einem Sensorwechsel können auf der Feldebene, bei der Skalierung, in der Kommunikation oder im Historian entstehen.

Typische Fehlerbilder bei Sensorwechseln in industriellen Historian-Systemen

Fehlerbild	Mögliche Ursache	Geeignete Diagnose
Historische Werte lassen sich keinem physischen Sensor zuordnen	Geräte-ID wurde überschrieben oder nicht historisiert	Geräteregister und zeitliche Zuordnungen prüfen
Nach Sensorwechsel entsteht unbeabsichtigt ein neuer Historian-Tag	Tag-Name direkt an technische Geräteadresse gekoppelt	Fachliche Messstellen-ID und technische Adressierung trennen
Messwerte nach Austausch sind deutlich zu niedrig	Neue Messspanne nicht in der Skalierung berücksichtigt	4-bis-20-mA-Zuordnung und Konfigurationsversion prüfen
Messwerte nach Austausch sind deutlich zu hoch	Falscher Messbereich oder falsche Einheit	Rohsignal, Skalierung und Einheit vergleichen
Trend zeigt keine Unterbrechung trotz physischem Sensortausch	Interpolation oder Fortschreibung des letzten Werts	Datenqualitätskennzeichen und echte Erfassungszeitpunkte untersuchen
Mehrere Werte besitzen den Zeitpunkt der Wiederverbindung	Speicherzeit statt ursprünglicher Messzeit verwendet	Source-, Empfangs- und Speicherzeitstempel prüfen
Nach Kommunikationsausfall fehlen Werte	Keine Pufferung oder Pufferüberlauf	Edge-Puffer und Nachlieferungsmechanismus untersuchen
Nach Wiederverbindung erscheinen doppelte Messwerte	Wiederholübertragung ohne geeignete Duplikaterkennung	Ereigniskennungen und idempotente Verarbeitung prüfen
Alte gepufferte Werte werden dem neuen Sensor zugeordnet	Gerätezuordnung anhand des Speicherzeitpunkts statt der Ereigniszeit	Zeitlich gültige Gerätezuordnung korrigieren
Historischer Wert ist plausibel, aber technisch ungültig	Datenqualitätsstatus nicht übernommen	Feldgeräte- und OPC-UA-Statusinformationen prüfen
Messstelle wird gleichzeitig zwei Sensoren zugeordnet	Überlappende Zuordnungsintervalle oder unklare Redundanzrolle	Gültigkeitsintervalle und Rollenmodell prüfen
Sensorwechselereignis fehlt im Trend	Wartungsereignis nicht mit Messstellen-ID verknüpft	Ereignisregister und Historian-Verknüpfung kontrollieren
Nach Gateway-Wechsel sind mehrere Messstellen nicht mehr verfügbar	Fehlerhafte technische Adressierung oder Mapping	Gateway-Konfiguration, Register und Kommunikationspfad prüfen
Messwerte verschiedener Gerätegenerationen sind nicht vergleichbar	Unterschiedliche Messbereiche, Messgrößen oder Kalibrierzustände	Gerätehistorie und metrologische Eigenschaften bewerten
Historische Messwerte ändern sich nach einer Datenkorrektur unbemerkt	Fehlende Versionierung und Änderungsprotokollierung	Datenkorrekturverfahren und Audit-Logs überprüfen

Die aufgeführten Ursachen sind mögliche Diagnoseansätze und keine abschließenden Fehlernachweise.

Bei qualitäts- oder sicherheitsrelevanten Daten müssen notwendige Korrekturen nach dem vorgesehenen Änderungs- und Freigabeprozess durchgeführt werden.

22. Passende ICS-Produkte und IIoT-Integrationslösungen

ICS Schneider Messtechnik bietet verschiedene IIoT-Lösungen, industrielle Sensoren, Messumformer und Datenlogger für die Integration von Messstellen in übergeordnete IT/OT-Systeme an.

Für den hier beschriebenen Sensorwechsel ist nicht allein die Funktion des Feldgeräts entscheidend. Wichtig ist auch, wie seine Identität und Konfiguration in das übergeordnete Datenmodell übernommen werden.

22.1 ICS IIoT-Lösungen – Integration vom Feldgerät bis zur Cloud

Die IIoT-Lösungen von ICS Schneider Messtechnik verbinden industrielle Sensorik, Aktorik und Steuerungen mit Edge-Gateways sowie übergeordneten Daten- und Automatisierungssystemen.

Zu den beschriebenen Leistungen und technischen Möglichkeiten gehören:

1. Herstellerübergreifende Integration industrieller Sensoren.
2. Anbindung über RS-485 und Modbus RTU.
3. Integration geeigneter HART-Geräte.
4. Einbindung von IO-Link-Sensorik.
5. Unterstützung geeigneter OPC-UA- und Ethernet-Verbindungen.
6. Übertragung von Messdaten über MQTT beziehungsweise HTTPS.
7. Integration in SCADA- und Cloud-Systeme.
8. Edge-basierte Vorverarbeitung und Skalierung.
9. Zeitliche Kennzeichnung von Messwerten.
10. Lokale Alarm- und Diagnosefunktionen.
11. Geeignete Kommunikationslösungen mit TLS beziehungsweise VPN.
12. Register-Mapping und Datenmodellierung.
13. Unterstützung bei Topic-Design und Inbetriebnahme.
14. Dokumentation der implementierten Lösung.

Diese Leistungen bilden eine geeignete Grundlage für die Implementierung einer langfristig nachvollziehbaren Messstellenarchitektur.

Die konkrete Verwaltung von Gerätewechselereignissen, historischen Zuordnungen und Datenqualitätsinformationen muss jedoch Bestandteil der jeweiligen Projektanforderungen sein.

Aus der allgemeinen IIoT-Fähigkeit einer Lösung ergibt sich nicht automatisch, dass jedes Historian-System bereits ein vollständiges Sensorwechselregister besitzt.

Weitere Informationen: IIoT-Lösungen bei ICS Schneider Messtechnik

22.2 ICS IIoT-Drucküberwachung – Drucksensorik und Edge-Anbindung

Die ICS IIoT-Drucküberwachung ermöglicht die Einbindung geeigneter Druck- und Differenzdrucksensoren in industrielle IT/OT-Architekturen.

Je nach Ausführung und Projekt können unterschiedliche Feldschnittstellen und Kommunikationswege genutzt werden.

Zu den beschriebenen Eigenschaften gehören:

1. Integration industrieller Drucktransmitter.
2. Anbindung über Modbus RTU.
3. HART-Integration bei geeigneten Geräten.
4. IO-Link-basierte Datenanbindung.
5. Edge-Gateways zur Messdatenerfassung.
6. Messwertskalierung und zeitliche Zuordnung.
7. Übertragung über MQTT beziehungsweise HTTPS.
8. Lokale und übergeordnete Alarme.
9. Dashboards und Reporting.
10. Rückverfolgbarkeit von Messwerten.
11. Geeignete Sicherheitsmechanismen wie TLS und VPN.
12. Integration in Neu- und Bestandsanlagen.

Diese Architektur ist besonders interessant, wenn vorhandene Drucksensoren ausgetauscht oder modernisiert werden sollen, ohne dass ihre langfristige fachliche Messstelle verloren geht.

Die stabile Messstellen-ID und die zeitlich gültige physische Gerätezuordnung müssen dafür im Datenmodell vorgesehen werden.

Weitere Informationen: IIoT-Drucküberwachung bei ICS Schneider Messtechnik

22.3 Siemens SITRANS P320 – Digitaler Druckmessumformer mit HART

Der Siemens SITRANS P320 ist ein digitaler Prozesstransmitter für industrielle Druckmessaufgaben.

Er ist in unterschiedlichen Ausführungen für Relativdruck, Absolutdruck, Differenzdruck und weitere prozessbezogene Messaufgaben verfügbar.

Zu den dokumentierten Eigenschaften gehören:

1. Industrieller digitaler Druckmessumformer.
2. HART-Kommunikation.
3. Analoge Messwertübertragung mit 4 bis 20 mA.
4. Unterschiedliche Druckmessbereiche und Messzellen.
5. Hohe Messgenauigkeit in geeigneten Ausführungen.
6. Digitale Diagnosefunktionen.
7. Diagnoseinformationen gemäß NAMUR NE107.
8. Lokale Parametrierung.
9. Parametrierung über geeignete HART-Werkzeuge.
10. Unterschiedliche Werkstoff- und Prozessanschlussvarianten.
11. Geeignete Ausführungen für anspruchsvolle Industrieprozesse.

Bei einem Sensorwechsel kann die HART-Schnittstelle hilfreich sein, um entsprechende Geräteinformationen und Konfigurationsparameter zu erfassen.

Welche Identifikationsdaten tatsächlich verfügbar sind, hängt von der konkreten Ausführung und der eingesetzten Integration ab.

Der P320 ersetzt dabei nicht das erforderliche Historian-Datenmodell zur langfristigen Gerätezuordnung.

Weitere Informationen: Siemens SITRANS P320 bei ICS Schneider Messtechnik

22.4 Siemens SITRANS TH320 – Temperaturmessumformer mit HART

Der Siemens SITRANS TH320 ist ein Temperaturmessumformer für industrielle Anwendungen.

Er wird unter anderem im Anschlusskopf geeigneter Temperaturfühler eingesetzt.

Zu den dokumentierten Eigenschaften gehören:

1. Temperaturmessumformer für Kopfmontage.
2. Universeller Eingang für geeignete Temperatur- und andere Sensorsignale.
3. Anbindung von Widerstandsthermometern.
4. Anbindung von Thermoelementen.
5. Galvanisch getrennter Zweileiter-Ausgang.
6. 4-bis-20-mA-Ausgang mit HART-Kommunikation.
7. Eingangsüberwachung auf Drahtbruch und Kurzschluss.
8. Interne Diagnosefunktionen.
9. Speicherung des Konfigurationsstands im EEPROM.
10. Erweiterte Diagnosefunktionen in geeigneten Ausführungen.

Bei einer temperaturbezogenen Historian-Messstelle kann der Austausch des Messumformers gesondert vom Austausch des eigentlichen Temperaturfühlers dokumentiert werden.

Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn mehrere physische Komponenten gemeinsam eine Messkette bilden.

Die Messstellen-ID kann weiterhin dieselbe Temperaturmessaufgabe beschreiben, während sich die Kennung des Messumformers oder Sensors verändert.

Weitere Informationen: Siemens SITRANS TH320 bei ICS Schneider Messtechnik

22.5 WIKA NETRIS®3 – LoRaWAN-Funkeinheit für industrielle Messgeräte

Die WIKA NETRIS®3 ist eine IIoT-fähige Funkeinheit zur Übertragung von Messdaten geeigneter WIKA-Geräte.

Sie ist für entsprechende industrielle Fernüberwachungsaufgaben und geeignete explosionsgefährdete Bereiche vorgesehen.

Zu den dokumentierten Eigenschaften gehören:

1. LoRaWAN-basierte Funkübertragung.
2. Batteriebetriebene Funkeinheit.
3. Digitale Übernahme von Daten geeigneter WIKA-Messgeräte.
4. Übertragung konfigurierbarer Datenpakete.
5. Integration in geeignete IIoT-Anwendungen.
6. Webbasierte Fernüberwachung über die entsprechende Systemarchitektur.
7. Geeignete Sicherheitsmechanismen für die Kommunikation.
8. Ausführungen für explosionsgefährdete Bereiche.
9. Geeignete Anschlüsse an kompatible WIKA-Messgeräte.

Bei drahtlosen IIoT-Architekturen müssen die physische Identität des Sensors und die Identität der Funkeinheit getrennt betrachtet werden, sofern es sich um eigenständige austauschbare Komponenten handelt.

Ein Funkmodulwechsel bedeutet nicht zwangsläufig, dass die eigentliche Messstelle oder der physische Messsensor gewechselt wurde.

Die genaue Abbildung im Historian muss zur verwendeten Geräte- und Netzwerkarchitektur passen.

Weitere Informationen: WIKA NETRIS®3 bei ICS Schneider Messtechnik

22.6 ICS IIoT-Temperaturüberwachung

Die ICS IIoT-Temperaturüberwachung integriert geeignete Temperaturfühler und Messumformer in übergeordnete Daten- und Überwachungssysteme.

Abhängig von der jeweiligen Lösung können unter anderem folgende Technologien relevant sein:

1. Widerstandsthermometer und Thermoelemente.
2. Digitale Temperaturmessumformer.
3. HART-Kommunikation.
4. Modbus beziehungsweise RS-485.
5. IO-Link.
6. Edge-Gateways.
7. MQTT und HTTPS.
8. Dashboard- und Alarmfunktionen.
9. Historische Messwertaufzeichnung.

Für langfristige Temperaturdaten ist besonders wichtig, ob lediglich der Fühler, der Kopftransmitter oder die gesamte Messkette ersetzt wurde.

Jede dieser Änderungen kann unterschiedliche Auswirkungen auf die Messdaten und die zugehörige Gerätehistorie haben.

Weitere Informationen: IIoT-Temperaturüberwachung bei ICS Schneider Messtechnik

22.7 ICS IIoT-Füllstandüberwachung

Die ICS IIoT-Füllstandüberwachung ermöglicht die Einbindung geeigneter Füllstandmessgeräte und Grenzschalter in industrielle Datenarchitekturen.

Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Messprinzipien und Kommunikationsschnittstellen zum Einsatz.

Zu den beschriebenen Integrationsmöglichkeiten gehören:

1. Hydrostatische Füllstandmessung.
2. Radarbasierte Messsysteme.
3. Ultraschallmessung.
4. Differenzdruckbasierte Füllstandmessung.
5. Geeignete Grenzschalter.
6. Modbus- und HART-Anbindung.
7. IO-Link-Integration.
8. Edge-basierte Datenerfassung.
9. Übertragung über MQTT beziehungsweise HTTPS.
10. Dashboards, Alarme und Reporting.

Bei einem Austausch zwischen unterschiedlichen Füllstand-Messprinzipien muss besonders geprüft werden, ob die fachliche Messgröße, Bezugshöhe und Skalierung unverändert bleiben.

Andernfalls können historische Werte zwar dieselbe Einheit besitzen, aber technisch nicht unmittelbar vergleichbar sein.

Weitere Informationen: IIoT-Füllstandüberwachung bei ICS Schneider Messtechnik

22.8 Datenlogger und Universalmessgeräte

ICS bietet außerdem unterschiedliche Datenlogger und Universalmessgeräte zur Aufzeichnung physikalischer und elektrischer Messgrößen an.

Je nach Gerät können beispielsweise Druck, Temperatur, Feuchte, Spannung oder Strom erfasst werden.

Für die langfristige Datenkontinuität sind insbesondere folgende Eigenschaften relevant:

1. Verfügbare Datenspeicherung.
2. Zeitstempel und Zeitsynchronisation.
3. Messkanalidentifikation.
4. Geräte- und Konfigurationsinformationen.
5. Export- und Schnittstellenfunktionen.
6. Speicherkapazität.
7. Messintervall.
8. Dokumentierte Datenqualität.
9. Kompatibilität mit der vorgesehenen Auswertesoftware.

Ob ein konkretes Gerät eine automatisierte Historian-Anbindung ermöglicht, muss anhand der jeweiligen Schnittstellen und Softwarefunktionen geprüft werden.

Weitere Informationen: Datenlogger und Universalmessgeräte bei ICS Schneider Messtechnik

22.9 Technische Auswahl einer langfristig nachvollziehbaren IIoT-Messstelle

Für ein IIoT-Projekt mit langfristiger Historian-Aufzeichnung sollten mindestens folgende Informationen erfasst werden:

1. Physikalische Messaufgabe.
2. Dauerhafte Messstellen-ID.
3. Messgrößentyp und Einheit.
4. Verwendete Sensortypen.
5. Physische Geräteidentifikation.
6. Verfügbare Seriennummern und digitale Identifikationsdaten.
7. Messbereich und Messunsicherheit.
8. Verwendete Feldschnittstelle.
9. Erfassungs- und Übertragungsintervall.
10. Erforderlicher Zeitstempel und dessen Genauigkeit.
11. Datenqualitätsinformationen.
12. Edge-Gateway und Datenübertragung.
13. Historian- beziehungsweise Cloud-System.
14. Zuordnungsmodell zwischen Sensor und Messstelle.
15. Versionierung der Skalierung.
16. Umgang mit Kommunikationsausfällen.
17. Lokale Pufferung und Nachlieferung.
18. Duplikaterkennung.
19. Wartungs- und Kalibrierereignisse.
20. IT/OT-Sicherheitsanforderungen.
21. Zugriffs- und Änderungsberechtigungen.
22. Erforderliche Dokumentation und Auditierbarkeit.

Auf Grundlage dieser Informationen kann eine Architektur entwickelt werden, in der physische Sensoren ausgetauscht werden können, ohne die fachliche Identität ihrer Messstellen und die Rückverfolgbarkeit der historischen Daten zu verlieren.

Zur IIoT-Messtechnik und Systemintegration bei ICS Schneider Messtechnik

23. Fazit: Stabile Messstellenidentität und nachvollziehbare Gerätewechsel

Industrielle Messdaten werden häufig über viele Jahre gespeichert und ausgewertet.

In dieser Zeit können die eingesetzten Sensoren, Messumformer, Gateways und Automatisierungssysteme mehrfach ersetzt oder modernisiert werden.

Damit die historische Datenbasis trotzdem aussagekräftig bleibt, müssen die Identitäten der Messstelle und der physischen Geräte voneinander getrennt werden.

Die Messstellen-ID beschreibt die dauerhaft definierte fachliche Messaufgabe.

Die Geräte-ID beschreibt dagegen den konkreten Sensor beziehungsweise Messumformer.

Beim Austausch eines Sensors kann die Messstellen-ID bestehen bleiben, während die Geräte-ID wechselt.

Entscheidend ist eine dokumentierte zeitliche Zuordnung zwischen beiden Identitäten.

Dadurch lässt sich später feststellen, welches Gerät einen historischen Messwert erzeugt hat.

Auch Kalibrierinformationen, Messbereich, Firmware, Diagnosestatus und Wartungsereignisse können der entsprechenden Gerätegeneration zugeordnet werden.

Ein Sensorwechsel sollte deshalb als eigenständiges Ereignis dokumentiert werden.

Dieses Ereignis umfasst nicht nur den Ausbau des alten und den Einbau des neuen Sensors, sondern auch die technische Freigabe und die relevante Konfiguration.

Besonders wichtig ist die korrekte Skalierung.

Wenn ein Drucksensor mit einem Messbereich von 0 bis 10 bar durch einen Sensor mit 0 bis 16 bar ersetzt wird, muss die Zuordnung seines 4-bis-20-mA-Signals entsprechend aktualisiert werden.

Das Rechenbeispiel zeigt, dass dieselben 12 mA bei alter Skalierung 5,00 bar und bei neuer Skalierung 8,00 bar entsprechen.

Eine versehentlich beibehaltene alte Skalierung kann deshalb zu erheblichen Fehlern führen, obwohl das übertragene Stromsignal elektrisch korrekt ist.

Die neue Skalierung sollte eine eigene Konfigurationsversion erhalten.

Die frühere Version muss erhalten bleiben, damit ältere Messwerte weiterhin korrekt interpretiert werden können.

Auch die zeitliche Datenkontinuität ist entscheidend.

Während eines physischen Sensorwechsels kann eine reale Messunterbrechung entstehen.

Im Rechenbeispiel fehlen bei einem Zehnsekundenraster während einer zwölfminütigen Unterbrechung insgesamt 72 gültige Messwerte.

Von 360 erwarteten Werten innerhalb einer Stunde sind damit nur 288 vorhanden. Die rechnerische Datenverfügbarkeit beträgt 80 %.

Eine solche Unterbrechung muss im Historian erkennbar bleiben.

Das künstliche Verbinden der letzten alten und der ersten neuen Messung kann dagegen einen irreführenden Eindruck kontinuierlicher Datenerfassung erzeugen.

Geeignete Edge-Gateways können Kommunikationsunterbrechungen durch lokale Pufferung und spätere Datenübertragung überbrücken.

Dies funktioniert allerdings nur für Messwerte, die tatsächlich erfasst wurden.

Während eines physisch nicht messenden Sensors können keine realen Messwerte nachträglich erzeugt werden.

Bei nachgelieferten Daten müssen außerdem die ursprünglichen Zeitstempel und Gerätezuordnungen erhalten bleiben.

Andernfalls können ältere Werte fälschlich dem neuen Gerät oder dem Zeitpunkt der Wiederverbindung zugewiesen werden.

Kommunikationsverfahren wie OPC UA, MQTT, Modbus, HART und IO-Link bieten unterschiedliche Möglichkeiten zur Integration industrieller Messgeräte.

OPC UA ermöglicht beispielsweise die Übertragung von Qualitätsstatus und Zeitstempeln.

MQTT und entsprechende Datenmodelle können zur effizienten Übertragung von Messwerten und Gerätezuständen eingesetzt werden.

Die eigentliche fachliche Datenkontinuität entsteht jedoch nicht allein durch die Wahl des Kommunikationsprotokolls.

Sie muss durch eine bewusst definierte Datenarchitektur gewährleistet werden.

Dazu gehören ein stabiles Messstellenregister, ein historisiertes Geräteregister, eindeutige Zuordnungsregeln und ein nachvollziehbares Änderungsmanagement.

Auch die Datenqualität muss als eigenständige Information behandelt werden.

Ein gültiger Prozesswert, ein ungültiger Messwert, ein veralteter Wert und eine reale Messlücke besitzen unterschiedliche Bedeutungen.

Diese Unterschiede sind für langfristige Trends, Qualitätssicherung und Fehlerdiagnosen relevant.

ICS Schneider Messtechnik bietet mit seinen IIoT-Lösungen eine geeignete Grundlage zur Integration verschiedener industrieller Sensoren in Edge-, SCADA- und Cloud-Architekturen.

Die konkrete Umsetzung einer langfristig historisierten Gerätezuordnung muss dabei projektbezogen vorgesehen werden.

Für die langfristige Datenqualität ist nicht allein entscheidend, ob der neue Sensor nach dem Austausch wieder plausible Zahlenwerte liefert.

Entscheidend ist, ob auch Jahre später noch nachvollzogen werden kann, welches Gerät mit welcher Konfiguration zu welchem Zeitpunkt die jeweiligen Daten erzeugt hat.

Die entscheidende Erkenntnis lautet: Beim Sensorwechsel im Historian muss die fachliche Messstellen-ID unabhängig von der physischen Geräte-ID verwaltet werden. Gerätewechsel, Konfigurationsänderungen und Messlücken müssen zeitlich eindeutig dokumentiert bleiben. Nur durch stabile Identitäten, historisierte Zuordnungen, korrekte Zeitstempel, Datenqualitätskennzeichen und nachvollziehbare Skalierungen entsteht eine langfristig belastbare Datenkontinuität.

24. Häufig gestellte Fragen zum Sensorwechsel im Historian

24.1 Was passiert mit den historischen Messwerten, wenn ein Sensor ausgetauscht wird?

Die historischen Messwerte sollten erhalten bleiben. Wenn der neue Sensor dieselbe fachliche Messaufgabe übernimmt, kann die bestehende Messstellen-ID weiterverwendet werden. Die physische Geräte-ID muss jedoch aktualisiert und die zeitlich gültige Gerätezuordnung dokumentiert werden. Dadurch bleibt nachvollziehbar, welches Gerät die jeweiligen historischen Messwerte erzeugt hat.

24.2 Was ist der Unterschied zwischen Geräte-ID und Messstellen-ID?

Die Messstellen-ID beschreibt die fachliche Messaufgabe, beispielsweise den Druck am Ausgang einer bestimmten Pumpe. Die Geräte-ID beschreibt dagegen den tatsächlich eingesetzten physischen Sensor. Ein Sensor kann ausgetauscht werden, ohne dass sich die Messaufgabe ändert. Deshalb sollten beide Identitäten getrennt verwaltet werden.

24.3 Muss nach einem Sensorwechsel ein neuer Historian-Tag angelegt werden?

Nicht automatisch. Wenn dieselbe physikalische Größe weiterhin an derselben fachlichen Messstelle erfasst wird, kann die vorhandene logische Zeitreihe weitergeführt werden. Der Sensorwechsel muss jedoch als Ereignis dokumentiert werden. Bei einer wesentlichen Änderung der Messaufgabe kann dagegen eine neue fachliche Zeitreihenidentität notwendig sein.

24.4 Warum sollte die Geräte-ID nicht einfach als Historian-Tag verwendet werden?

Eine Geräte-ID identifiziert einen austauschbaren Sensor. Wird sie direkt als dauerhafte Zeitreihenkennung verwendet, kann bei jedem Sensorwechsel eine neue historische Datenreihe entstehen. Für langfristige Prozessanalysen ist häufig eine stabile Messstellen-ID geeigneter. Die Geräte-ID wird dann über zeitlich gültige Zuordnungen mit der Messstelle verknüpft.

24.5 Wie dokumentiert man den Zeitpunkt eines Sensorwechsels korrekt?

Idealerweise werden Ausbauzeitpunkt, Einbauzeitpunkt und Zeitpunkt der technischen Freigabe getrennt dokumentiert. Die alte Gerätezuordnung endet zu einem festgelegten Zeitpunkt. Die neue Zuordnung beginnt, sobald das neue Gerät entsprechend dem vereinbarten Verfahren regulär gültige Messwerte liefern darf. Die verwendeten Zeitstempel sollten eindeutig und systemübergreifend vergleichbar sein.

24.6 Was geschieht mit einer Messlücke während des Sensorwechsels?

Eine reale Messlücke sollte im Historian erkennbar bleiben. Wenn während des Austauschs keine physikalischen Messwerte erfasst wurden, können diese nicht nachträglich als echte Messungen wiederhergestellt werden. Für bestimmte Auswertungen können geschätzte Werte verwendet werden, sie müssen jedoch eindeutig von tatsächlich gemessenen Daten unterscheidbar sein.

24.7 Kann ein Edge-Gateway fehlende Messwerte nach einem Sensorwechsel wiederherstellen?

Ein Edge-Gateway kann Daten nachliefern, die während einer Kommunikationsunterbrechung tatsächlich gemessen und lokal gespeichert wurden. Es kann jedoch keine realen Messwerte erzeugen, wenn der Sensor während des Austauschs vollständig außer Betrieb war. Deshalb muss zwischen Netzwerkunterbrechung und physischer Messunterbrechung unterschieden werden.

24.8 Warum können nach einem Sensorwechsel falsche Messwerte im Historian erscheinen?

Eine häufige Ursache ist eine nicht aktualisierte Skalierung. Beispielsweise liefert ein neuer 4-bis-20-mA-Drucksensor mit einer anderen Messspanne beim gleichen Stromwert einen anderen physikalischen Messwert. Wenn das Gateway oder die SPS weiterhin die alte Skalierung verwendet, entstehen falsche Prozesswerte. Auch Einheiten, Signaltypen und Filtereinstellungen müssen kontrolliert werden.

24.9 Wie werden unterschiedliche Sensor-Messbereiche historisch verwaltet?

Jede relevante Skalierung sollte mit einer eigenen Konfigurationsversion und einem zeitlichen Gültigkeitsbereich dokumentiert werden. Dadurch können historische Rohwerte mit der jeweils richtigen Zuordnung interpretiert werden. Eine neue Messspanne darf nicht unkontrolliert auf ältere Werte angewendet werden, die unter einer anderen Konfiguration erfasst wurden.

24.10 Welche Zeitstempel sollte ein Historian speichern?

Für anspruchsvolle Anwendungen ist insbesondere der Zeitpunkt der Messwerterfassung wichtig. Zusätzlich können Empfangszeitpunkt und Speicherzeitpunkt relevant sein. Bei OPC UA stehen unter anderem SourceTimestamp und ServerTimestamp zur Verfügung. Die tatsächliche Bedeutung und Genauigkeit müssen für das jeweilige System bekannt sein.

24.11 Was bedeutet Datenqualität im Historian?

Datenqualität beschreibt, ob ein Messwert beispielsweise gültig, unsicher oder ungültig ist. Weitere anwendungsspezifische Zustände können veraltete, simulierte oder nachträglich korrigierte Werte kennzeichnen. Diese Informationen sind wichtig, weil ein numerisch plausibler Messwert nicht automatisch technisch gültig sein muss.

24.12 Wie vermeidet man doppelte Messwerte nach einer Kommunikationsunterbrechung?

Das Datenmodell sollte eine geeignete eindeutige Identifikation der Messereignisse ermöglichen. Bei wiederholter Übertragung können dadurch bereits gespeicherte Ereignisse erkannt werden. Die Verarbeitung sollte so ausgelegt sein, dass eine erneute Zustellung nicht zu unbeabsichtigten Duplikaten führt. Dabei müssen legitime unterschiedliche Messereignisse weiterhin getrennt bleiben.

24.13 Was ist der Unterschied zwischen Gerätewechsel und Gateway-Wechsel?

Beim Gerätewechsel wird der physische Sensor beziehungsweise Messumformer ersetzt. Bei einem Gateway-Wechsel wird dagegen eine Komponente des Kommunikations- oder Verarbeitungspfades ausgetauscht. Sensor und fachliche Messstelle können unverändert bleiben. Deshalb sollten Sensor-, Gateway- und Messstellenidentitäten getrennt dokumentiert werden.

24.14 Kann derselbe Sensor später an einer anderen Messstelle eingesetzt werden?

Ja, sofern er technisch für diese Anwendung geeignet ist. Die physische Geräte-ID bleibt dabei erhalten. Die bisherige Messstellenzuordnung wird beendet und eine neue zeitlich gültige Zuordnung angelegt. Dadurch kann die Gerätehistorie über unterschiedliche Einsatzorte hinweg nachvollzogen werden, ohne die historischen Messstelleninformationen zu verlieren.

24.15 Welche Rolle spielt die Kalibrierhistorie bei einem Sensorwechsel?

Die Kalibrierhistorie dokumentiert wichtige Eigenschaften und mögliche Messabweichungen des physischen Geräts. Sie sollte deshalb mit der jeweiligen Geräte-ID verknüpft bleiben. Bei späteren Datenanalysen kann dadurch geprüft werden, welcher Sensor mit welchem Kalibrierstatus zu einem bestimmten Zeitpunkt eingesetzt war.

24.16 Können OPC UA oder MQTT den Sensorwechsel automatisch dokumentieren?

Beide Technologien können entsprechende technische Informationen übertragen, besitzen aber unterschiedliche Aufgaben. OPC UA unterstützt strukturierte Datenmodelle, Statuscodes und Zeitstempel. MQTT kann Messdaten und Ereignisse übertragen; Sparkplug ergänzt definierte Geräte- und Zustandsstrukturen. Eine langfristige fachliche Historisierung des Sensorwechsels muss dennoch passend implementiert werden.

24.17 Wie sollte ein Sensorwechsel in einer Trendanalyse dargestellt werden?

Der Austausch sollte idealerweise als eigener Ereignismarker sichtbar sein. Historische Werte bleiben erhalten, während eine tatsächliche Messlücke nicht durch eine scheinbar durchgehende Messung verdeckt wird. Bei Bedarf können zusätzliche Informationen über altes und neues Gerät, Messspanne, Konfigurationsversion und Kalibrierstatus eingeblendet werden.

24.18 Welche ICS-Lösungen eignen sich für langfristige Historian-Messdaten?

ICS Schneider Messtechnik bietet IIoT-Lösungen zur Integration geeigneter industrieller Sensoren über Feldschnittstellen, Edge-Gateways und übergeordnete IT/OT-Systeme. Dazu gehören unter anderem Druck-, Temperatur- und Füllstandüberwachung sowie geeignete HART-, Modbus-, IO-Link- und MQTT-Integrationen. Für eine langfristig nachvollziehbare Historian-Architektur müssen stabile Messstellen-IDs, historisierte Gerätezuordnungen, Zeitstempel, Datenqualität und Versionierung ausdrücklich in der jeweiligen Systemlösung berücksichtigt werden.