Während IT-Server meist in klima­tisierten Räumen ihren Dienst verrichten und von Administratoren überwacht werden, arbeiten Industrie-PCs in der Regel unbeobachtet in rauen Einsatzumgebungen. Überraschende Ausfälle mit all ihren unangenehmen Folgen sind vorprogrammiert, denn auch die beste Hardware kann irgendwann versagen.

Eine kontinuierliche Überwachung der Betriebsparameter, wie Prozessortemperatur, Lüfterdrehzahl, Festplattenzustand und Systemspannungen, erlaubt es, mögliche Störungen frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Die Ausfälle von Festplatten, die zumeist auf mechanischen Ursachen beruhen, kündigen sich in der Regel bereits vorher durch eine langsame Verschlechterung der Parameter an. Dazu zählen  eine zunehmende Zahl von Schreib-/Lesefehlern oder defekte Sektoren, die sich dank der standardisierten Self-Monitoring-Analysis-ReportingTechnologie (S.M.A.R.T.) aus den Festplatten auslesen lassen. Auch der nahende Ausfall der Lüfter für die System- und Prozessorkühlung kann sich bereits vorab durch eine sich verändernde Lüfterdrehzahl oder höhere Prozessortemperaturen ankündigen. Eine Überwachung dieser Parameter erlaubt es, das Auftreten vieler Fehler frühzeitig zu erkennen. Damit entfallen durch die gezielte Beschaffung von Ersatzteilen und deren Austausch während eines geplanten Wartungsstopps kostspielige Produktionsausfälle. Diese Maßnahmen reduzieren die Wartungs- und Stillstandkosten signifikant.

Passende Lösungen bisher Mangelware

Die bis dato am Markt verfügbaren Lösungen für das permanente Monitoring von Industrieservern sind oftmals mit dedizierten Hardwarebausteinen für die Sensorik verbunden. Diese verursachen zusätzliche Kosten für den OEM oder Endanwender. Andererseits existiert eine Vielzahl von professionellen, softwarebasierten Remote-Management-Lösungen für IT-Server, die jedoch nicht für Industrieserver angepasst und daneben oft überdimensioniert sind. Auf der Suche nach bezahlbaren Lösungen findet man fast ausschließlich Softwaretools, die Hardwarekenntnisse über alle zu überwachenden Hardwarekomponenten, die darin vorhandenen Sensoren und den Zugriff auf diese Sensordaten voraussetzen. In der Praxis benötigen OEMs und Endanwender jedoch Werkzeuge, die ihnen die benötigten Informationen reibungslos zugänglich machen. Und das möglichst über Kommunikationskanäle, die sich einfach in bestehende Infrastrukturen und Arbeitsabläufe integrieren lassen. Gemeint sind damit individuell konfigurierbare Benachrichtigungsmethoden, etwa über E-Mail oder SMS direkt an den Service-Techniker. Insbesondere von OEMs gefragt sind außerdem Netzwerk-Pro­tokolle wie SNMP oder die Webservice-Schnittstelle SOAP (Simple Object Access Protocol). Damit können die Daten an einen zentralen Überwachungsserver weitergegeben werden, der auch das Monitoring von mehreren Anlagen übernehmen kann. Benötigt wird folglich ein Monitoring-System, das einfach, kostengünstig und effizient ist und mit geringem Aufwand hohen Nutzen schafft.

Ein permanentes Monitoring erlaubt vorab terminierte Wartungsvorgänge, die Wartungszeiten und Kosten reduzieren können.

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Diese Anforderungen versucht das Unternehmen Kontron mit PCCM (PC Condition Monitoring) für seine OEM-Kunden zu erfüllen – einer Software-Lösung für die permanente Zustandsüberwachung von Industrieservern. Das für wenige Euro pro Installation implementierbare Dauerüberwachungssystem greift unmittelbar auf die jeweiligen Zustandsparameter der Serverkomponenten zu. Es liefert Servicetechnikern und Administratoren diese Zustandsdaten als bedarfsgerecht parametrierbare Meldefälle wahlweise per SMS, E-Mail, SNMP, Windows-Nachrichtendienst oder vor Ort als akustisches und/oder optisches Signal. Bei Bedarf lassen sich die Daten außerdem in einer Historie archivieren, die sowohl lokal als auch remote einsehbar ist, denn ein Fernzugriff auf das System ist möglich. Für die Anbindung kundeneigener Instandhaltungssysteme ist darüber hinaus eine SOAP-Webservice-Schnittstelle implementiert. Zusätzlich kann über die parallele Schnittstelle eine hart verdrahtete Signalisierung erfolgen.

Sichere Implementierung

Das PC Condition Monitoring (PCCM) greift über eine eigene API direkt auf die Sensordaten der Hardwarekomponenten zu. Im Webbrowser werden die vitalen Parameter von Systemen und Peripherien sichtbar gemacht.

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Im Gegensatz zu einer Vielzahl von Condition Monitoring Tools, die auf den Industriestandard ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) aufsetzen, greift das PCCM über eine eigene Programmierschnittstelle (API) direkt auf die Daten der Sensoren und Hardware zu. Dadurch arbeitet es unbeeinflusst von Software- oder Treiber-Updates. Der Anwender oder der OEM selbst erhält somit ein Mehr an Wartungskomfort, ohne selbst tiefgreifende Kenntnisse über die Hardware mitbringen und zusätzlichen Aufwand treiben zu müssen. Die messbaren Zustandsparameter umfassen unter anderem Systemspannungen, Temperaturen von Prozessor, Chipsatz, Gehäuse oder Festplatte sowie Drehzahlen von Prozessor-, Gehäuse-, Netzteil-Lüftern. Festplattenzustände werden über die Smart-Schnittstelle ausgelesen. Alternativ ist die Überwachung ganzer RAID-Subsysteme möglich. Selbst Versorgungsspannungen und die Verfügbarkeit redundanter Netzteile können mit dem PCCM gemessen werden.

Das sieht der Anwender

Neben der Alarmierung via SMS oder E-Mail lassen sich die Zustandsdaten über einen Standard-Webbrowser am Arbeitsplatz des Systemtechnikers anzeigen. Die Zustandsdiagnose ist durch ein Ampelsystem intuitiv gestaltet. Auch die Parameter für Auslöse- und Rücksetzschwellwerte sowie Zeitverzögerungen für verrauschte oder peak-behaftete Parameter sind über das Web-Interface bedarfsgerecht einstellbar. Das System speichert Zustandsstatistiken für Langzeitdiagnosen über die gesamte Lebensdauer. Für die Statistiken lassen sich Minimal-, Maximal und Durchschnittswerte für beliebige Erfassungszeiträume speichern. Unterschiedliche Speicherintervalle innerhalb und außerhalb des Normalbetriebsbereichs reduzieren dabei die Datenvielfalt, ohne die notwendige Präzision zu verlieren. Für externe Analysen ist der Export der Daten in das offene CSV-Format und somit deren Verwendung in Datenbanken möglich.

Dank der modularen Applikationsstruktur ist neben den von den verschiedenen Embedded-Hardware-Komponenten gelieferten Zustandsparametern die Einbindung von anbieterspezifischen Messdaten möglich. So ist beispielsweise das Abfragen externer Schock- und Luftfeuchtesensoren oder anderer Peripherie realisierbar.

Autor: Günther Dumsky ist Global Product Line Manager bei Kontron in Eching.