Die Alarmierung bei Störungen an Maschinen und Anlagen funktioniert so: Sobald ein überwachter Messwert oder Zustand einen definierten Grenzwert überschreitet oder unterschreitet, löst das Steuerungssystem oder eine übergeordnete Überwachungsplattform automatisch einen Alarm aus. Dieser Alarm wird dann über konfigurierte Kanäle wie E-Mail, SMS, Push-Benachrichtigung oder Sprachanruf an die zuständigen Personen weitergeleitet. Wie gut dieses System in der Praxis funktioniert, hängt von der Architektur der Alarmkette, den genutzten Protokollen und der Qualität des Alarmmanagements ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Maschinenalarm und Störungsalarmierung im industriellen Umfeld.
Welche Arten von Alarmen gibt es bei Maschinen und Anlagen?
Bei Maschinen und Anlagen unterscheidet man grundsätzlich zwischen Grenzwertalarmen, Zustandsalarmen und berechneten Alarmen. Grenzwertalarme reagieren auf das Über- oder Unterschreiten eines definierten Messwertes, Zustandsalarme auf den Wechsel eines digitalen Signals, und berechnete Alarme entstehen aus der Verknüpfung mehrerer Datenpunkte zu einer komplexen Auslösebedingung.
Grenzwertalarme
Grenzwertalarme sind die häufigste Form der Störmeldung in der Industrie. Sie überwachen kontinuierlich analoge Messwerte wie Temperatur, Druck, Durchfluss oder Stromaufnahme und lösen aus, sobald ein festgelegter Schwellenwert erreicht wird. Dabei unterscheidet man oft zwischen Vorwarnstufen und kritischen Alarmen, um dem Bedienpersonal Zeit zur Reaktion zu geben, bevor ein Schaden entsteht.
Zustandsalarme
Zustandsalarme überwachen digitale Signale, also binäre Zustände wie „Motor läuft“ oder „Sicherheitskreis offen“. Ein typisches Beispiel ist die Überwachung eines Notausschalters oder eines Endschalters. Ändert sich der Zustand unerwartet, gilt das als Störmeldung. Diese Art von Alarm ist besonders in der Maschinensicherheit und bei der Überwachung von Schutzeinrichtungen relevant.
Berechnete Alarme
Berechnete Alarme gehen über einzelne Datenpunkte hinaus. Hier werden mehrere Messwerte miteinander verknüpft, bevor eine Auslösebedingung greift. Ein Beispiel: Ein Alarm wird erst dann ausgelöst, wenn gleichzeitig die Temperatur erhöht ist und die Kühlmitteldurchflussmenge unter einen Mindestwert fällt. Diese Kombination ermöglicht ein präziseres Alarmmanagement und reduziert Fehlalarme erheblich.
Wie wird ein Alarm von der Steuerung bis zur Benachrichtigung weitergeleitet?
Ein Alarm durchläuft typischerweise mehrere Stufen: Die SPS oder ein Sensor erkennt die Abweichung, meldet sie an eine übergeordnete Überwachungsschicht, die den Alarm bewertet und anschließend über konfigurierte Kanäle an die zuständigen Personen sendet. Dieser Weg von der Steuerungsebene bis zur Benachrichtigung kann vollständig automatisiert ablaufen.
Konkret sieht die Alarmkette in modernen Anlagen so aus: Die SPS erfasst kontinuierlich Prozessdaten. Sobald eine definierte Bedingung zutrifft, setzt sie ein Alarmbit oder schreibt einen Alarmcode in einen Datenbaustein. Eine Überwachungsplattform liest diesen Wert aus, vergleicht ihn mit den hinterlegten Alarmregeln und löst die Benachrichtigung aus. Je nach Konfiguration erhalten einzelne oder mehrere Benutzer gleichzeitig eine Meldung per E-Mail, Push-Benachrichtigung auf das Smartphone, SMS oder Sprachanruf.
Wichtig ist dabei die Alarmhistorie: Jeder ausgelöste Alarm sollte mit Zeitstempel, Auslösewert und Quittierungsstatus protokolliert werden. So lässt sich im Nachgang nachvollziehen, wann eine Störung aufgetreten ist, wie lange sie angedauert hat und wer sie quittiert hat. Dieses Protokoll ist nicht nur für die interne Analyse wertvoll, sondern auch für Dokumentationspflichten gegenüber Behörden oder Kunden.
Was passiert bei einem Verbindungsausfall während einer Störung?
Bei einem Verbindungsausfall zwischen Steuerung und Überwachungsplattform besteht das Risiko, dass Alarme verloren gehen und Störungen unbemerkt bleiben. Gut konzipierte Systeme puffern Alarme und Prozessdaten lokal auf der Steuerung und übertragen sie nach Wiederherstellung der Verbindung vollständig nach.
Dieses Verhalten ist entscheidend für die Zuverlässigkeit der Störungsalarmierung. Fällt die Internetverbindung aus, während eine Anlage eine kritische Abweichung meldet, darf diese Information nicht verloren gehen. Systeme, die Daten lokal zwischenspeichern und nach Verbindungswiederherstellung lückenlos synchronisieren, gewährleisten eine vollständige Alarmhistorie ohne Datenlücken.
Für Anlagen an abgelegenen Standorten oder mit instabiler Netzanbindung ist diese Pufferfunktion besonders relevant. Ohne sie entstehen blinde Flecken in der Überwachung, die im Nachhinein nicht mehr rekonstruierbar sind. Bei der Auswahl einer Fernüberwachungslösung sollten Sie daher gezielt prüfen, ob und wie lange Daten lokal gepuffert werden und ob die Synchronisation nach einem Ausfall vollständig und lückenlos erfolgt.
Wie lassen sich Alarmfluten in der Praxis vermeiden?
Alarmfluten entstehen, wenn zu viele Alarme gleichzeitig oder in kurzer Folge ausgelöst werden, sodass das Bedienpersonal den Überblick verliert. Die wirksamsten Maßnahmen dagegen sind: sorgfältige Grenzwertdefinition, Alarmpriorisierung, Totzeiten und die Nutzung berechneter Alarme statt einfacher Einzelwertüberwachung.
Grenzwerte und Hysterese richtig setzen
Ein häufiger Fehler ist das Setzen von Grenzwerten zu nah am normalen Betriebsbereich. Schwankt ein Messwert im Normalbetrieb leicht um einen Schwellenwert, löst er ständig Alarme aus und setzt sie wieder zurück. Eine Hysterese, also ein Bereich zwischen Einschalt- und Ausschaltschwelle, verhindert dieses Flattern. Zusätzlich helfen Verzögerungszeiten: Ein Alarm wird erst dann ausgelöst, wenn die Bedingung für eine definierte Mindestdauer erfüllt ist.
Alarmpriorisierung und Alarmunterdrückung
Nicht jede Abweichung erfordert sofortige Aufmerksamkeit. Ein strukturiertes Alarmmanagement unterscheidet zwischen kritischen Alarmen, die sofortiges Handeln erfordern, und Warnmeldungen, die lediglich protokolliert werden. Darüber hinaus lassen sich Alarme kontextabhängig unterdrücken: Während eines geplanten Wartungsstopps oder eines Anfahrvorgangs sind bestimmte Abweichungen normal und sollten keine Benachrichtigungen auslösen. Diese Alarmunterdrückung, auch Alarm Shelving genannt, ist ein wichtiges Werkzeug gegen Alarmfluten im industriellen Alarmmanagement.
Welche Protokolle und Schnittstellen werden für die Alarmübertragung genutzt?
Für die Alarmübertragung in industriellen Anlagen kommen je nach Steuerungsumgebung unterschiedliche Protokolle zum Einsatz. Die verbreitetsten sind OPC-UA, Modbus, MQTT sowie herstellerspezifische Protokolle wie Siemens TCP oder Beckhoff ADS. Die Wahl des Protokolls bestimmt, wie Alarmdaten von der Steuerung an übergeordnete Systeme übertragen werden.
OPC-UA ist heute der bevorzugte Standard für die herstellerübergreifende Kommunikation in der Industrie. Es unterstützt neben dem reinen Datentransport auch strukturierte Alarmobjekte und Ereignisbenachrichtigungen, was es besonders für komplexe Anlagen geeignet macht. MQTT hingegen ist ein leichtgewichtiges Protokoll, das sich für IoT-Anwendungen und Szenarien mit begrenzter Bandbreite bewährt hat. Es arbeitet nach dem Publish-Subscribe-Prinzip und eignet sich gut für die Übertragung von Alarmereignissen an Cloud-Plattformen.
Für ältere Anlagen mit Legacy-Steuerungen sind Modbus TCP oder herstellerspezifische Protokolle wie Siemens S7 TCP oft die einzige Option. Hier lesen übergeordnete Systeme Alarmregister direkt aus der SPS aus. Wichtig ist, dass die gewählte Überwachungsplattform möglichst viele dieser Protokolle nativ unterstützt, damit Sie keine aufwendigen Konverter oder Gateways benötigen. Auch BACnet, M-Bus und EtherNet/IP spielen in spezifischen Branchen wie der Gebäudeautomation oder der Prozessindustrie eine wichtige Rolle bei der SPS-Alarmierung.
Wann sollte die Alarmierung cloudbasiert statt lokal umgesetzt werden?
Eine cloudbasierte Alarmierung ist dann sinnvoll, wenn Anlagen an mehreren Standorten überwacht werden sollen, wenn Benachrichtigungen mobil und standortunabhängig empfangen werden müssen oder wenn eine zentrale Alarmhistorie über mehrere Anlagen hinweg benötigt wird. Lokale Alarmierungssysteme stoßen in diesen Szenarien schnell an ihre Grenzen.
Lokale Systeme, also Alarmierungen direkt auf dem HMI oder SCADA-System vor Ort, funktionieren zuverlässig, solange jemand physisch anwesend ist. Sobald jedoch Fernüberwachung gefragt ist, Techniker außerhalb der Anlage erreichbar sein müssen oder mehrere Standorte zentral überwacht werden sollen, bietet die cloudbasierte Alarmierung klare Vorteile: Benachrichtigungen erreichen die zuständigen Personen unabhängig von ihrem Aufenthaltsort, und alle Alarmdaten sind zentral einsehbar und auswertbar.
Ein weiterer Vorteil der Cloud-Alarmierung ist die einfache Benutzerverwaltung. Sie können festlegen, welche Personen bei welchen Alarmen benachrichtigt werden, Bereitschaftspläne hinterlegen und Eskalationsstufen definieren, ohne lokale Software zu konfigurieren. Für Maschinenbauer und Servicedienstleister eröffnet die cloudbasierte Fernüberwachung mit integrierter Alarmierung zudem neue Geschäftsmodelle: Sie können ihren Kunden proaktiven Support anbieten und im Störfall remote reagieren, bevor ein Techniker zur Anlage fahren muss.
Wie wir Alarmierung und Fernüberwachung in AnyViz umsetzen
Wir haben AnyViz als Cloud-Plattform entwickelt, die Alarmmanagement und Fernüberwachung ohne Programmieraufwand direkt in die Steuerungslandschaft integriert. Unser Ansatz: Jeder Datenpunkt, ob direkt aus der SPS oder als berechneter Wert aus mehreren Quellen, lässt sich im Alarmeditor mit individuellen Auslösebedingungen versehen. Sobald ein Alarm greift, signalisieren wir ihn in der Oberfläche und benachrichtigen gleichzeitig beliebig viele Benutzer über die von Ihnen gewählten Kanäle.
- Mehrere Benachrichtigungskanäle: E-Mail, Push-Benachrichtigung, SMS und Sprachanruf stehen zur Verfügung, konfigurierbar pro Alarm und pro Benutzer.
- Berechnete Alarme: Wir ermöglichen die Verknüpfung mehrerer Datenpunkte zu komplexen Auslösebedingungen, bevor ein Alarm ausgelöst wird, was Fehlalarme deutlich reduziert.
- Vollständige Alarmhistorie: Alle Alarmereignisse werden mit Zeitstempel protokolliert und sind jederzeit abrufbar.
- Lokale Datenpufferung: Bei Verbindungsausfall speichern wir Daten lokal auf der Steuerung und synchronisieren sie nach Wiederherstellung lückenlos, sodass keine Störmeldung verloren geht.
- Breite Protokollunterstützung: Wir unterstützen OPC-UA, Modbus, MQTT, Siemens TCP, Beckhoff ADS, BACnet, M-Bus, EtherNet/IP und weitere Protokolle, sodass Sie bestehende Steuerungen ohne Umbau anbinden können.
- Schnelle Inbetriebnahme: Steuerungen lassen sich innerhalb weniger Minuten mit der Cloud verbinden, ohne Programmierkenntnisse oder aufwendige Schulungen.
Die Mirasoft GmbH & Co. KG, Entwickler von AnyViz, bietet Ihnen damit eine Plattform, die von der einfachen Maschinenüberwachung bis hin zu standortübergreifenden Alarmierungssystemen skaliert. Wenn Sie die Alarmierungs- und Fernüberwachungsfunktionen selbst ausprobieren möchten, können Sie sich jetzt kostenlos registrieren und die Plattform in Ihrem eigenen Projekt testen.