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Hardware und Konzept für die vertikale Integration

IT und OT eng verknüpft

Der Profinet-Standard ermöglicht es, dass immer häufiger Drucker, Überwachungskameras oder Energiemanagementsysteme im selben Netzwerk wie industrielle Maschinen und Anlagen kommunizieren. Der Hardware-Hersteller Indu-Sol hat Komponenten im Portfolio, die besonders geeignet sind, um die Informationstechnologie (IT) und Automatisierung (Operational Technology, OT) in einem Unternehmen miteinander zu vernetzen.

Beispielhafte Struktur eines durchgängigen Verbindungskonzeptes von der Automatisierung (OT) bis hin zur Büroebene (IT) mit zentraler Management-Ebene dazwischen (IIT). In jeder Ebene werden die Switches eingesetzt, die den jeweiligen Kommunikationsanforderungen entsprechen. (Bild: Indu-Sol GmbH)

Beispielhafte Struktur eines durchgängigen Verbindungskonzeptes von der Automatisierung (OT) bis hin zur Büroebene (IT) mit zentraler Management-Ebene dazwischen (IIT). In jeder Ebene werden die Switches eingesetzt, die den jeweiligen Kommunikationsanforderungen entsprechen. (Bild: Indu-Sol GmbH)

Bei der Vernetzung von IT- und OT-Infrastruktur muss einer Überlastung der Netzwerke vorgebeugt werden. Dabei zeichnen sich aktuell vor allem zwei Verfahrensweisen ab. Ein Ansatz sieht vor, innerhalb der Maschine oder Anlage TCP/IP-Kommunikation und Profinet zu trennen. Der andere strebt eine Vergrößerung der Bandbreite im Maschinennetzwerk durch den Einbau von GBit-Infrastrukturkomponenten an. Beide Ansätze mögen für die momentanen Performance-Anforderungen ausreichen. Es ist jedoch zu erwarten, dass sie dem rasant wachsendem Datenverkehr und auch dem zunehmenden Vernetzungsgrad in der OT-Ebene langfristig nicht standhalten werden. Bei Anwendern aus unterschiedlichen Produktionsbereichen zeichnet sich ab, dass zwischen OT und IT eine High-Performance-GBit-Kommunikationsebene eingeführt wird: Über diese industrielle Informationstechnologie (IIT) kann sowohl der hauptsächliche Anteil des TCP/IP-Datenverkehrs sowie die Maschine-Maschine-Kommunikation abgewickelt werden. Das eigentliche Maschinennetzwerk (OT-Ebene) wird dadurch entlastet und hat somit Reserven, um den steigenden Anforderungen an die Maschinensteuerung im 100MBit-Bereich gerecht zu werden.

Hardware sorgfältig wählen

Neben der Planung der Netzwerkstruktur und der Festlegung der Kommunikationsebenen ist die Auswahl der Netzwerkinfrastrukturkomponenten ein wichtiger Aspekt. Dabei erfolgt die Auswahl, beispielsweise bei Switches, oft nur nach dem Preis. Somit finden sich in den Maschinen-/Anlagennetzen noch eine große Anzahl von unmanaged Switches. Aus dem funktionalen Blickwinkel ist dagegen nichts einzuwenden – für eine portbezogene Diagnoseauskunft oder einen Topologiescan im Servicefall sind sie jedoch völlig ungeeignet. Zusätzlich ist bei der Auswahl von managed Switches darauf zu achten, welche Parameter für die Kommunikation im Sinne von ‚Quality of Service‘ (QoS/Dienstgüte) wie ausgeführt werden bzw. verfügbar sind. Typische Beispiele dafür sind Latenzzeit, Jitter, Paketverluste, Fehlertelegramme sowie Angaben zum Datendurchsatz. In der IT werden Komponenten wiederum nach Leistungsklassifikationen gemäß der jeweiligen Anwendung oder Kommunikationsbeziehung ausgewählt. Transferiert man diese Klassifizierung von Switches in die OT-Ebene, so zeigt sich, dass heute in der Maschine eher Access Layer Switches verwendet werden, obwohl an manchen Stellen bereits durchaus ein Distribution Layer Switch nötig wäre, da mit Access-Layer-Infrastrukturkomponenten QoS-Parameter nicht erfüllt werden können. Auch deshalb sind in einer Umgebung mit hohen Leistungsanforderungen mindestens Distribution-Layer-Infrastrukturkomponenten in Betracht zu ziehen.


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