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Automatisierungspyramide im Wandel

Mit der Steuerung in die 'Automation Cloud'

Das Interesse an Cloud-Anwendungen im industriellen Umfeld steigt mit fortschreitender Digitalisierung bei Industrie und der IT-Branche. Denn Programme und Daten auf Cloud-Dienste auszulagern, verspricht handfeste Vorteile: Daten werden zentral auf Servern vorgehalten und Nutzer können diese jederzeit und an jedem Ort abrufen. Die Chancen und Herausforderungen für die Nutzung von Cloud-Diensten in der Fabrik der Zukunft stehen bereits fest.

Bild: Centrum Industrial IT

Viele private Nutzer haben Cloud Computing – Rechnen in der Wolke – längst für sich entdeckt. Sei es für das Speichern und Teilen von Musik und Bildern oder für E-Mails. Informationen sind auf diese Weise an jedem Ort und zu jederzeit verfügbar, eine Internet-Verbindung vorausgesetzt. Von diesen Vorteilen einer zentralen Datenhaltung und effizienten Nutzung von Speicher- und Rechenkapazitäten könnte künftig auch die Industrie auf der Automatisierungsebene profitieren. Das Lemgoer Forschungsinstitut inIT – Institut für industrielle Informationstechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe – arbeitet gemeinsam mit der Industrie an der Umsetzung einer ‚Automation Cloud‘.

Steuerungsprogramme in die Cloud verlagern

Lösungen für Diagnose- oder Condition Monitoring zählen derzeit zu den häufigsten Anwendungsfällen von Cloud Computing in der Industrie. Durch entsprechende Vernetzung können große Datenmengen verarbeitet und neue Dienstleistungsmodelle realisiert werden. Die ‚Automation Cloud‘ der Forschungseinrichtung geht einen anderen Weg: Sie setzt direkt auf der Ebene der Steuerungen an. Die Steuerungsprogramme und Software von Produktionssystemen laufen dabei nicht mehr auf speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPSen) oder speziellen Rechnern, sondern werden auf zentralen Rechnern in der Cloud virtualisiert. Steuerungsfunktionen, bisher durch Hardwarekomponenten direkt an den Maschinen und Anlagen erbracht, stehen in der Internet-Umgebung als Service zur Verfügung. Dafür richtet ein produzierendes Unternehmen eine private Cloud ein, also eine von öffentlichen Netzwerken abgekoppelte IT-Infrastruktur, und programmiert die Steuerungslogik in gewohnter Art und Weise, zum Beispiel in IEC 61131-3. Das Laufzeitsystem für die Steuerung läuft somit nicht mehr in den SPSen an der Anlage, sondern in einem Serverraum. Dieser ist per Ethernet – bei Bedarf hochverfügbar – mit den Sensoren und Aktoren des technischen Prozesses verbunden. Die Server erlauben aufgrund ihrer skalierbaren Speicher- und Rechenkapazitäten eine große Anzahl von parallelen Instanzen.

Programme und Projektdaten zentral ablegen

Das Laufzeitsystem für die Steuerung der Anlage lässt sich mit dieser Technologie virtuell betreiben und vervielfältigen. Ein Großteil der hardware-basierten Steuerungen kann so ersetzt werden, was die Anschaffungskosten für Hardware deutlich senken kann. Zudem lassen sich Zeit und Kosten einsparen, wenn Programme und Projektdaten an einem zentralen Speicherort abliegen – und nicht wie derzeit üblich, in der Anlage verteilt. Insbesondere Planung, Inbetriebnahme, Erweiterung oder die Umstellung von Produktionsanlagen könnten so künftig einfacher werden.

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