Blog: Die IoT-Infrastruktur automatisieren
Datenanalyse vom Anwender
„Die Datenanalyse entwickeln die Maschinenbauer und Anlagenbetreiber selbst“, betont der Experte. Sie kennen ihre Prozesse deutlich besser.“ Mit der Auswertung der Maschinendaten lässt sich seiner Ansicht nach das Meiste herausholen, um die Maschinen und Anlagen zu optimieren.
Im Gegensatz dazu ist der Aufbau der IoT-Infrastruktur auch bei unterschiedlichen Unternehmen und Anwendungen sehr ähnlich, um gleich an die Maschinen- und Prozessdaten heranzukommen. „Hier kann auf Standardprodukte zurückgegriffen werden“, schließt er an. „Diese Funktionalitäten sollen mit geringem Aufwand laufen. Das Abgreifen der Daten kann weitgehend automatisiert werden.“ Mit der Werkzeugkiste von Hilscher werden die Maschinen- und Anlagendaten über MQTT als Datenbroker bereitgestellt.
Edge-Management und Nutzdaten trennen
Wichtig ist die Trennung des Managements der Edge-Gateways und den eigentlichen Nutzdaten. „Die Nutzdaten werden nicht über unsere eigene, sondern in die kundeneigenen Plattformen geleitet“, sagt Dr. M. Meyer. „Maschinenbauer und Anlagenbetreiber wollen die Kontrolle über ihre Daten behalten.“ Dazu können Cloudplattformen, wie AWS, Microsoft Azure, oder auch eigene Server zählen.
„Bei Hilscher konzentrieren wir uns auf das Edge-Management, der zentralen Verwaltung der Edge-Gateways sowie der Software und der Applikationen, die darauf betrieben werden“, erklärt Dr. M. Meyer. „Damit können wir aus dem zentralen Management heraus remote Konfigurationen ändern und Software-Updates durchführen. Dies funktioniert auch im Sinne eines Flottenmanagements, bei dem Geräte mit bestimmten Eigenschaften einer bestimmten Gerätegruppe zugeordnet werden.“ Damit wird die Portfolioverwaltung der IoT-Infrastruktur inklusive Gateways und Apps gesichert.
Das Geräte-Management ist ein zentraler Punkt für den Erfolg oder Misserfolg von Industrie-4.0-Projekten. Das Betriebssystem netFIELD OS ermöglicht dabei das lokale Gerätemanagement. Das Betriebssystem auf Yocto-Linux-Basis ist industriegehärtet und erfüllt hohe Anforderungen an die Security. Das Remote-Gerätemanagement wird mit netFIELD.io realisiert. Die gesamte Administration für Container, Netzwerk, Bridges, Firewalls und zusätzliche Features ist aufgrund des überzeugenden UI leicht zu handhaben. „Auf der Container-Laufzeitumgebung implementiert der Nutzer seine eigenen anwendungsspezifischen Applikationen“, bestärkt der Hilscher-Experte. Diese dienen üblicherweise zur Auswertung, Vorverarbeitung oder Aggregation von Maschinendaten. „Wir sind völlig frei, welche containerisierten Applikationen unsere Kunden auf der Hardware laufen lassen wollen.“
Die Maschinenhersteller und Anlagenbetreiber führen ihre eigene Datenanalyse durch. Sie kennen ihre eigenen Prozesse besser als jeder andere. Indem sie ihre eigenen Maschinendaten analysieren, holen sie das Beste aus ihren Daten heraus, um ihre Maschinen und Fertigungsanlagen zu optimieren. Die Rollen sind also klar verteilt: Die IoT-Infrastruktur stellt die Daten zur Verfügung, und der Kunde nutzt sie zur Optimierung seiner Prozesse.
Dr. Marek Meyer, Product Manager Industrial IoT bei Hilscher
MQTT und OPC UA zur Datenübertragung
Für die Datenübertragung etablieren sich Standards, insbesondere MQTT mit der Publish-Subscribe-Architektur, die von fast allen Plattformen unterstützt wird. „Wir erachten das Übertragungsprotokoll als sehr nützlich“, unterstreicht Dr. M. Meyer. „Daher werden bei Hilscher die Edge-Geräte mit MQTT-Broker ausgerüstet.“ Weiterhin basiert die Kommunikationsebene zwischen Edge-Komponenten und den Maschinen noch auf OPC UA. „Auch hier haben wir die entsprechenden Konnektoren“, führt er weiter aus.
Die Open Industry 4.0 Alliance, deren Gründungsmitglied Hilscher ist, hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Standards weiter voranzutreiben, vor allem die Daten- und Payload-Strukturen. „Damit sollen Software und Geräte unterschiedlicher Hersteller kompatibel Daten austauschen können“, berichtet der Hilscher-Manager. Dabei verweist die OI4 auch auf die verschiedenen Companion Specs für OPC UA: Die OI4 Alliance entwickelt einen gemeinsamen App-Store, in welchen unterschiedliche Anbieter ihre Applikationen einstellen. Dies wird eine Mischung aus Open-Source- und lizenzbasierter Software. „Aus unserem Hause arbeiten einige Kollegen intensiv in der OI4 mit“, bestätigt Dr. M. Meyer.
„Um an die Prozessdaten in der Feldebene heranzukommen, reicht entweder Standard-Ethernet oder es muss mit dem Automatisierungsprotokoll interagiert werden“, führt Dr. M. Meyer weiter aus. Für den Zugriff auf Echtzeit-Ethernet-Protokolle bietet Hilscher mit dem netX-Multiprotokollprozessor eine Kernkomponente, die auch in die Edge-Gateways des Unternehmens verbaut ist. „Damit kann rückwirkungsfrei auf Automatisierungsdaten zugegriffen werden“, hebt er hervor. Mit weiteren Software-Konnektoren, wie den PROFINET und EtherCAT Tap Apps von Hilscher, können Anwender zudem Prozessdaten rückwirkungsfrei aus einem Netzwerk ausleiten und nutzbar machen, ohne Änderungen an SPS oder Maschinen vornehmen zu müssen. Mit Produkten und Lösungen von Hilscher können automatisiert, schnell und sicher IoT-Infrastrukturen aufgebaut werden. Damit wird Industrie 4.0 in die Praxis umgesetzt und es entstehen neue Möglichkeiten an Konnektivität, welche Kunden den Zugang zu neuen Märkten und Geschäftsmodellen eröffnen.
Weiterführende Links
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