Zur Überwachung von technischen Anlagen und Objekten ist es bekannt, Sensoren und/oder Aktoren über einen Sensor-/Aktor-Bus an ein vor Ort befindliches Überwa- chungsgerät anzuschließen. Dabei sind eines oder meh- rere solcher Überwachungsgeräte ihrerseits durch ei- nen Feldbus mit einer typischerweise zentralen Leit- station verbunden. In diesen Leitstationen werden die von den Überwachungsgeräten bereitgestellten Messwer- te zentral ausgewertet und grafisch aufbereitet. Die grafische Aufbereitung erfolgt meist anhand von Pro- zess-oder Fließdiagrammen.

Bei diesen Systemen hat sich u. a. als nachteilig er-

wiesen, dass die Vielfalt der auf dem Markt befindli- chen, proprietären Bussysteme für die Verbindung zwi- schen den Überwachungsgeräten und der Leitstation we- nig Flexibilität beim Austausch von Überwachungsgerä- ten eines ersten Herstellers mit denen eines anderen zulässt und ferner die Daten vor der zentralen Daten- auswertung und-aufbereitung in der Leitstation auf der Ebene des Überwachungsgerätes zusätzlich vorver- arbeitet werden müssen.- Nicht nur lassen sich die konkurrierenden Systeme mit ihren unterschiedlichen Standards nur schwer mitein- ander verbinden, sondern es. setzt ein derartiger Auf- bau auch proprietäre Hard-und Software eines be- stimmten Herstellers voraus und erfordert von dem An- wender die Einarbeitung in die technischen Spezifika für die Konfiguration und Bedienung.

Aus der US-Patentschrift 5 805 442 ist ein Mikrocont- roller zur Maschinensteuerung bekannt, der einen in den Mikrocontroller integrierten Webserver sowie eine Netzwerk-Schnittstelle aufweist. Über diese kann der Benutzer mit Hilfe eines handelsüblichen Web-Browsers direkt im Mikrocontroller vorverarbeitete und-forma- tierte Daten abrufen. und Steuerbefehle eingeben.

Diese Lösung ist jedoch nur bedingt für die prakti- sche Anwendung zur Überwachung von technischen Anla- gen und Objekten geeignet. Für Überwachungsaufgaben unpraktikabel ist, dass die (möglicherweise aufberei- teten) Messdaten durch den Web-Browser ständig abge- fragt werden müssen. Die gleichzeitige Überwachung einer Vielzahl solcher eingesetzter Mikrocontroller erscheint mit der im vorgenannten Patent vorgeschla- genen Lösung unpraktikabel.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zu Überwachung von techni- schen Anlagen und Objekten anzugeben, welches einen vielfältig variierbaren Einsatz, eine leichte Konfi- gurierbarkeit und eine einfache Bedienung im Überwa- chungsbetrieb bietet und dabei insbesondere die im Stand der Technik vorstehend diskutierten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Patentanspruch 9 gelöst.

Dadurch, dass im Mikrocontroller ferner eine Mel- dungseinheit zur ereignisgesteuerten Versendung von Informationen enthalten ist, können auf Ebene des durch den Mikrocontroller verwirklichten Überwa- chungsgerätes Ereignisse erzeugt und an einen Benut- zer übermittelt werden. Ereignisse in diesem Sinne sind vorbestimmte und in die Meldungseinheit einpro- grammierte Zustände, die beispielsweise durch Errei- chen oder Überschreiten eines Messwertes oder anderen Sensorsignals ausgelöst werden und beispielsweise A- larmzustände anzeigen.

Es wird dadurch gleichzeitig zur ständigen Abfragbar- keit der Messsignale über den mikrocontroller- integrierten Webserver der besondere Vorteil er- reicht, dass ausgelöst durch ein solches Ereignis die Bedien-bzw. Überwachungsperson ereignisgesteuert vom Mikrocontroller benachrichtigt wird, ohne dass dazu ein ständiges Abfragen von Messwerten durch ein auf Bedienerseite gestartetes Programm notwendig wäre.

Dies ist insbesondere für sicherheitskritische Anwen- dungen und bei einer Vielzahl von überwachten Objek- ten von Vorteil.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind nach den auf Anspruch 1 bzw. auf Anspruch 9 rückbezogenen Unteransprüchen möglich und werden im folgenden kurz erläutert : Durch die vorteilhafte Weiterbildung dahingehend, dass die Meldungseinheit durch ein durch den Webser- ver bereitgestelltes Benutzerinterface programmierbar ist, wird erreicht, dass nicht nur die Überwachung durch die Verwendung der Internettechnologie von je- dem beliebigen an das Netzwerk angeschlossenen Compu- ter mit Webbrowser erfolgen kann, wobei mittels Web- browser die abgerufenen Informationen übersichtlich als Prozess-oder Fließdiagramm dargestellt werden, sondern es kann das Verhalten der Meldungseinheit, insbesondere bei der Generierung von Alarm- Ereignissen beeinflusst werden. So kann beispielswei- se einem Alarm ein bestimmter Dringlichkeitswert und eine dazu gehörige Schwellengröße für einen Messwert zugeordnet werden. Erreicht der Messwert den dem A- larm zugeordneten Schwellenwert, so wird in der Mel- dungseinheit ein Alarm-Ereignis ausgelöst und vom Mikrocontroller initiiert an einen Benutzer übermit- telt.

Weitere Ereignisse, die zu einer Benachrichtigung führen können, können beispielsweise weitere Alarm- Zustände, Grenzwertüber-oder-unterschreitung oder Zustandsänderung sein.

Ist der Mikrocontroller des Systems dahingehend wei- tergebildet, dass der Mikrocontroller ein Modem auf- weist, über das alternativ oder gleichzeitig zur Netzwerkschnittstelle Daten übermittelt werden kön- nen, so kann dieses System vorteilhafterweise auch in

solchen industriellen Umgebungen eingesetzt werden, in denen ein Computernetzwerk, wie beispielsweise ein LAN (Local Area Network) oder WLAN (Wireless Local Area Network) nicht vorhanden ist und/oder aus tech- nischen Gründen nicht praktikabel ist. Die Verwendung des Modems erlaubt dann die Verwendung einer gewöhn- lichen, üblicherweise existierenden Telefonleitung zur Nachrichtübermittlung. Dieses Modem kann dabei ein Analogmodem, Funk-, GSM-oder Digitalmodem (z. B.

DECT) sein.

Wird der im System enthaltene mindestens eine Mikro- controller dahingehend weiterbildet, dass er eine e- mail-Einheit aufweist zur Versendung von Daten als e- mail-Nachricht, so kann alternativ zum HTTP-Protokoll und dem HTML-Format eine e-mail typischerweise per SMTP-Protokoll versandt werden. Hierdurch wird es er- möglicht, die Messdaten. periodisch und/oder ereignis- gesteuert auf verschiedenste Arten von Empfangsgerä- ten für die Bedienperson, zu übertragen, sofern diese Geräte in der Lage sind, e-mails zu empfangen und darzustellen, etwa Standard-PCs, Laptops oder Hand- held-Computer mit nur schmalbandiger Datenanbindung.

Dazu ist es besonders vorteilhaft, die e-mail-Einheit informationell mit der Meldungseinheit zu verbinden.

Im Sinne der gesamten vorliegenden Patentanmeldung heißt"informationell verbunden"die Verbindung zwi- schen zwei Funktionseinheiten im Mikrocontroller, durch einen Datenkanal, der beispielsweise elekt- risch, optisch oder durch gemeinsame Speicherbenut- zung erreicht werden kann, derart, dass zwischen den informationell verbundenen Funktionseinheiten ein Fluss von Daten und/oder Instruktionen erfolgen kann.

Wird das System dahingehend vorteilhaft weitergebil- det, dass im Mikrocontroller ferner Mittel enthalten sind zur Abfrage und Weiterverarbeitung von Daten aus weiteren Mikrocontrollern, so wird erreicht, dass die Überwachung in"modularer"Betrachtungsweise erfolgen kann, indem die Überwachung der technischen Anlage und von Objekten hierarchisiert wird.

Dabei tritt der überwachende Benutzer mit einem ers- ten der Mikrocontroller des Überwachungssystems di- rekt in Interaktion ; dieser erste Mikrocontroller ist in diesem Zusammenhang der"Master". Dieser Master fragt seinerseits Überwachungsinformationen perio- disch oder ereignisgesteuert bei weiteren Mikrocont- rollern ab und verarbeitet diese gegebenenfalls wei- ter.

Auch hier kann die Interaktion zwischen Benutzer und Master vorteilhafterweise über. den Webserver erfol- gen. Für die Datenabfrage und-übertragung zwischen Master und den abzufragenden Mikrocontrollern ("Sla- ves") sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Er- findung vor, einen Datenserver im Mikrocontroller vorzusehen, welcher mit dem Datenspeicher des Mikro- controllers informationell verbunden ist und in der Lage ist, Daten über eine Schnittstelle zu übertra- gen, Abfragebefehle zu erteilen und auf solche Abfra- gebefehle von außen zu reagieren. Vorteilhafterweise kann dieser Datenserver vom im Mikrocontroller vor- handenen Webserver unterschiedlich sein.

Für die Erfassung von Messdaten in Zeitreihen und ei- ne verbesserte statistische Auswertung ist es vor- teilhaft den Datenspeicher mit Mitteln für die Aufbe- reitung und Archivierung von Daten auszustatten.

Eine Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, die zu versendenden ereignisbedingten Nachrichten als reine Textnachrichten zu formatieren.

Diese Formatierung kann in der Meldungseinheit statt- finden. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermög- licht, eine Nachricht identisch in verschiedene Ziel- formate, etwa als e-mail oder als SMS (Short Message Service) zu verwenden.

Im Falle einer Formatierung als e-mail-Nachricht kann besonders vorteilhaft auch eine grafische Aufberei- tung und/oder eine tabellarische Aufbereitung von Messdaten als Grafikdatei oder/oder sonstiges Datei- format in eine e-mail eingebettet werden.

Eine durch Kostenersparnis und reduzierten techni- schen Aufwand vorteilhaft wirkende Ausführungsform des Verfahrens ist die Übermittlung der Nachricht ü- ber die Netzwerkschnittstelle.

Alternativ und aus den oben entsprechend genannten Gründen vorteilhaft ist die Übermittlung über ein im Mikrocontroller integriertes Modem. Wird das Verfah- ren dahingehend weiter ausgebildet, dass vor der Nachrichtenübermittlung eine Wahlphase vorgesehen wird, so kann der Mikrocontroller von sich aus den Benutzer kontaktieren, sobald ein Ereignis anfällt und muss nicht etwa durch eine telefonische Anwahl vom Benutzer aus abgefragt werden.

Wird das Überwachungsverfahren dahingehend weiterge- bildet, dass sich der Benutzer beim Überwachungsge- rät, nämlich dem Mikrocontroller authentifiziert, so wird eine erhöhte Sicherheit gegen unbefugten Zugriff auf die Daten erreicht. Besonders vorteilhaft im Zu- sammenhang mit der oben beschriebenen Master-/Slave-

Konfiguration ist es dabei besonders vorteilhaft, nach erfolgter Authentifizierung des Benutzers gegen- über dem ersten, als Master funktionierenden Mikro- controller einer weitere Authentifizierung folgen zu lassen, die der Master gegenüber den als Slave arbei- tenden Mikrocontrollern durchführt. Dieser Authenti- fizierungsschritt zwischen Master und dem Slave (oder den Slaves) kann auch unabhängig von der Authentifi- zierung zwischen Benutzer und Master erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweiter Figuren erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines Benut- zungsszenarios und des funktionalen Aufbaus eines darin eingesetzten Mikrocontrollers, und Figur 2 eine beispielhafte Bildschirmdarstellung der grafisch aufbereiteten Messwerte im Webbrowser des überwachenden Benutzers.

Figur 1 zeigt die schematische Darstellung eines Be- nutzungsszenarios und eines beispielhaft herausge- griffenen Mikrocontrollers nach funktionalen-Einhei- ten.

Dieses Ausführungsbeispiel des Mikrocontrollers 1 weist als funktionale Basiseinheiten eine Sensor- /Aktor-Einheit 6, eine Datenbank-Einheit (DB-Einheit) 3, einen Webserver 2, einen Datenserver 7 und eine Meldungseinheit 8 auf. Als Kommunikations- Funktionseinheiten sind weiterhin eine Netzwerk- schnittstelle 4 zum Anschluss an Computernetzwerke wie LAN oder WLAN, ein e-mail-client 9 zur Versendung von Daten als e-mails, ein Modem 10 zum Aufbau von Wählverbindungen sowie eine Sensor-/Aktor-Bus-

Schnittstelle 5 zur Übertragung von Signalen von und zu Aktoren und Sensoren 15.

Dabei können die Daten nicht nur als Email, sondern auch als SMS verschickt werden. Die Übertragung der SMS kann direkt über das Modem verschickt werden im Fall eines GSM-Modems, oder indirekt über ein Email- SMS-Gateway eines Netzanbieters.

Für den modus operandi der Überwachung stehen ver- schiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Zur durch den Benutzer des Systems gesteuerten Abfrage von Daten aus dem hier beispielhaft dargestellten Mikrocontrol- ler 1 kann beispielsweise ein handelsüblicher, perso- nalcomputer-basierter Webbrowser 11 verwendet werden.

Der auf dem Personalcomputer ablaufende Webbrowser 11 kommuniziert dabei über den mit einem Computernetz- werk verbundenen PC mit dem Webserver des ebenfalls mit dem. Computernetzwerk verbundenen Mikrocontrollers 1.

Eine weitere Möglichkeit zur abfragebasierten Überwa- chung besteht darin, dass ein rechnergestütztes Da- tenbank-System 14 Daten über die vorgenannte Compu- ternetzwerk-Schnittstelle 4 oder eine weitere Daten- schnittstelle Daten des Mikrocontrollers 1 von dessen integrierten Datenserver 7 automatisiert oder benut- zergesteuert abfragt.

Eine weitere Art der Überwachung besteht im Unter- schied zur Abfrage durch den überwachenden Benutzer darin, dass im Falle des Auftretens eines Ereignisses im Mikrocontroller 1 das Übersenden einer Meldung an den Benutzer vom Mikrocontroller veranlasst wird. In diesem Falle kann eine solche Meldung an einen han- delsüblichen personalcomputer-basierten e-mail-client

12 übermittelt werden, oder ebenso an andere, e-mail- fähige Geräte oder ferner als SMS-Textnachricht (Short Message Service) auf das Mobiltelefon 13 eines Benutzers.

Die vorher beschriebenen Funktions-und Kommunikati- onseinheiten des Mikrocontrollers 1 können in Hard- und/oder Software realisiert sein. Die Sensor-/Aktor- Einheit 6 ist an viele Sensor-/Aktor-Busse anpassbar und erhält von den Aktoren und Sensoren 15 die ent- sprechenden Signale über die Sensor-/Aktor-Bus- Schnittstelle 5. Die Sensor-/Aktor-Einheit 6 ermit- telt aus diesen Signalen die entsprechenden Überwa- chungsdaten und übergibt diese an die Datenbank- Einheit 3.

Die Datenbank-Einheit (DB-Einheit) ist für die Aufbe- reitung/Verarbeitung und Archivierung der Daten zu- ständig, so dass sie im weiteren vom Datenserver 7, vom Webserver 2 oder der Meldungseinheit 8 weiter aufbereitet und übermittelt werden können. Die Über- mittlung der Daten kann dabei über die Computer- Netzwerkschnittstelle 4 oder über andere Kommunikati- onskanäle, beispielsweise das Modem 10 erfolgen. Als Computernetzwerk 4 kommt dabei ein LAN (Local Area Network) auf TCP/IP-Basis in Betracht, was die Ver- wendung standardmäßiger Internettechnologien erheb- lich vereinfacht, so dass die Abfrage auch von außer- halb über das Internet erfolgen kann, oder z. B. WANs (Wide Area Networks) zwischengeschaltet sein können.

Der Webserver 2 kommuniziert über das Computernetz- werk mit dem Webbrowser des Benutzers über das HTTP- Protokoll (Hypertext Transfer Protocoll) und. sorgt für die Formatierung der Daten zu Webseiten im HTML- Format (Hypertext Markup Language) sowie grafikba-

siert als Prozess-oder Fließdiagramme, welche in die Web-Seiten als Grafik eingebunden sein können.

Der Datenserver 7 stellt eine alternative Abfragemög- lichkeit von Daten aus dem Mikrocontroller 1 von au- ßen zur Verfügung, beispielsweise durch ein rechner- gestütztes Datenbanksystem 14, welches Daten abfragt und sammelt für die Zwecke der Statistik und der Do- kumentation. Weiterhin kann die Abfragemöglichkeit des Datenservers 7 zur Informationszusammenführung mehrerer, im Überwachungssystem verwendeter Mikro- controller verwendet werden.

Die Meldungseinheit 8 ist für die Überwachung und Be- nachrichtigung bei Alarm, Grenzwertüber-oder-unter- schreitung oder Zustandsänderungen mittels e-mail, SMS oder ähnlicher Formate zuständig. Dazu überwacht die Meldungseinheit, durch den Benutzer vorher über den Web-Server 2 konfiguriert, das Eintreten vorher bestimmter Umstände, die ein Ereignis auslösen. Wie vorher aufgezählt können solche Ereignisse Grenzwer- tüber-oder-unterschreitungen, Zustandsänderungen oder vordefinierte Alarmsituationen sein. In einem solchen Fall kann die Meldungseinheit je nach KoAfi- guration gewisse Daten aus der Datenbankeinheit abru- fen und mit weiteren Informationen versehen als Text- nachricht formatieren, wonach diese Textnachricht an den e-mail-client 9 weitergegeben wird, welcher die Textnachricht als e-mail an den Empfänger bzw. dessen e-mail-client 12 übersendet. Solche e-mails können eingebunden auch Grafiken oder tabellarische Zusam- menstellungen, beispielsweise im Excel-Format, ent- halten, beispielsweise als e-mail-attachment.

Alternativ kann die Meldungseinheit veranlassen, eine entsprechende Textnachricht als SMS-Nachricht an das

Mobiltelefon des Benutzers 13 zu versenden. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Meldungseinheit 8 das Modem 10 veranlasst, eine Wählverbindung aufzu- bauen, über die die Daten übermittelt werden können.

Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn keine Com- puternetzwerke im räumlichen Anwendungsbereich der Überwachungsanlage zur Verfügung stehen, oder wenn die Überwachungsperson nicht regelmäßig am Computer- arbeitsplatz lokalisiert ist.

In dieser Figur 1 nicht näher dargestellt, jedoch in diesem Anwendungsszenario von praktischer Bedeutung ist die hierarchisch-modulare Funktionsweise des Ge- samtsystems in einem konkreten Anwendungsfall : In diesem konkreten Anwendungsfall ist der in Figur 1 dargestellte Mikrocontroller 1 als"Master"einge- setzt ; es sind weit-leret analog zum Mikrocontroller 1 aufgebaute, Mikrocontroller über das Netzwerk mit dem Master verbunden. Diese weiteren Mikrocontroller wer- den als"Slaves"eingesetzt. Dabei fragt der als Mas- ter eingesetzte Mikrocontroller 1 die Messwerte der' Slave-Mikrocontroller ab und verarbeitet diese wei- ter. Dies Abfrage kann über den Datenserver 7 der Slave-Mikrocontroller erfolgen. Für die Verbindung der Mikrocontroller-untereinander kann das Computer- Netzwerk zu Anwendung kommen.

Es kann zwar ein Benutzer über seinen Standard- Webbrowser 11 jeden einzelnen der verschiedenen Mik- rocontroller über dessen jeweils integrierten Webser- ver 2 abfragen. Jedoch kommt der besondere Vorteil dieser hier beschriebenen Master-/Slave-Konfiguration dann zum'Tragen, wenn der Benutzer den auf dem Mas- ter-Mikrocontroller 1 vorhandenen Webserver 2 ab- fragt, da der Master 1 die Daten der verschiedenen

Slave-Mikrocontroller in sich vereint, weiterverar- beitet und übersichtlich zusammengestellt hat.

Der Master kann sowohl die Daten der verschiedenen Slaves in sich vereinen, weiterverarbeiten und über- sichtlich darstellen als auch als zentraler Zugang (Gateway) zu den einzelnen Slaves dienen.

Die Sicherheit der Benutzung dieser Konfiguration wird erhöht, wenn sich der abfragende Benutzer zu- nächst gegenüber dem abgefragten Mikrocontroller au- thentifizieren muss. Dabei ist es besonders vorteil- haft, wenn die Authentifizierung ebenfalls dezentra- lisiert verläuft, derart, dass sich der Benutzer le- diglich gegenüber dem Master-Mikrocontroller authen- tifiziert, wonach der Master-Mikrocontroller die"Au- thentifizierungsinformationen gegebenenfalls an die nachgeordneten Slave-Mikrocontroller weiterleitet, oder ein von der vorgenannten Authentifizierung völ- lig unabhängiger Authentifizierungsvorgang zwischen- Master und zugeordneten Slaves stattfindet.

Ein besonderer Vorteil dieser hierarchisch-modularen Konfiguration einer Vielheit von Mikrocontrollern in Master-und Slave-Einheiten besteht darin, dass die Daten der überwachten Teilbereiche je Mikrocontroller nicht zuerst in einem zentralen Knoten zusammenge- führt und dann ausgewertet werden, sondern die Infor- mationsbeschaffung,-verarbeitung und-visualisierung für jeden Teilbereich auf der Ebene des entsprechen- den Überwachungsknotens (Mikrocontroller) durchge- führt wird. Diese Vorgehensweise führt gegenüber der herkömmlichen Überwachungsmethode wie sie im Stand der Technik beschrieben wird, zu einer erheblichen Reduzierung der benötigten Ressourcen, beispielsweise Hardware-Kapazität, benötigte Software und deren Kom-

plexität sowie Rechenzeit. Es lassen die verringerten Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Hard-und Software nun die Verwendung von Mikrocontrollern auch für anspruchsvolle Überwachungsaufgaben in komplexen Systemen zu.

Ein weiterer Vorteil ist die hohe Verfügbarkeit. Der Ausfall eines Slaves führt nicht zum Ausfall des ge- samten Systems. Im Einzelfall können die Slaves und/oder der Master redundant gehalten werden, was eine noch höhere Verfügbarkeit bewirkt.

Figur 2 zeigt ein Bildschirmfoto eines Oberwachungs- bildschirmes, wie sie im Webbrowser (Figur 1 : 11) ei- ner Überwachungsperson angezeigt wird.

Es zeigt dieser Überwachungsbildschirm eine solar be- triebene thermische Kälteanlage. Die Visualisierung, die hier durch den Webserver des Master- Mikrocontrollers (Figur 1 : 2) durchgeführt wurde, er- folgt in derselben grafischen Aufbereitung, wie sie eine Leitzentrale nach dem Stand der Technik darstel- len würde anhand eines Prozessdiagramms.

Bereits in der Anlage vorhandene Sensorik wurde in diesem Ausführungsbeispiel adaptiert. Die Anlagen- überwachung kann über jeden mit dem Computernetzwerk verbundenen Personalcomputer erfolgen. Anfallende Meldungen werden mittels e-mail und SMS an die Über- wachungspersonen (Betreiber, Rufbereitschaft usw. ) weitergeleitet.