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Middleware

Komplexe Netze handhaben

Ein Merkmal von Industrie-4.0-Anwendungen ist die Vernetzung von Produktions- und Managementebene: OT-Komponenten kommunizieren mit IT-Anwendungen und tauschen Daten aus, es entsteht eine komplexe Netzstruktur. Kurze IT-Innovationszyklen stellen Anwender zudem vor die Frage, wie sie die Kosten für die IT/OT-Integration über die Lebenszeit einer Anlage hinweg reduzieren können. Eine OPC UA-Middleware-Lösung von Softing kann Abhilfe schaffen.

 (Bild: Softing Industrial Automation GmbH)

(Bild: Softing Industrial Automation GmbH)

Ein Schlüsselaspekt der Industrie 4.0 ist die Integration von Produktions (Operational Technology, OT)-Ebene und Management (Information Technology, IT)-Ebene mit einem durchgängigen Datenaustausch. Da die Komplexität der zu unterstützenden Netzstrukturen mit der Anzahl der eingebundenen OT- und IT-Anwendungen exponentiell steigt, wächst die zu übertragende Datenmenge und damit auch der notwendige Aufwand für Installation, Konfiguration und Wartung. Spätestens mit dem Einsatz von Public Cloud-Plattformen kommen offene Netze zum Einsatz, die für die Datensicherheit und den Schutz vor Angriffen eine zentrale Herausforderung darstellen. Eine wichtige Voraussetzung einer erfolgreichen Industrie-4.0-Anwendung ist der durchgängige Datenaustausch, der alle Einzelkomponenten der verschiedenen Hersteller einbezieht. Eine Lösung dafür ist die Einführung des Standards OPC UA als mögliche Basistechnologie für die Kommunikation. Dieser beschränkt sich nicht auf die reine Feldbuskommunikation, sondern macht auch den direkten Datenaustausch von IT-Systemen mit Sensoren auf der Feldebene möglich. Der Umgang mit großen Datenmengen sowie die Unterstützung einer einfachen Installation, Konfiguration und Wartung sind selbst nicht Gegenstand des Standards. Abhilfe schafft eine passende Middleware, die die Automatisierungswelt mit den IT-Systemen verbindet und dabei den Anwender mit einer passenden Schnittstellenabstraktion und Datenaggregation unterstützt. Eine Lösung dafür ist DataFeed Secure Integration Server von Softing.

Anpassungen in beiden Welten

Die abstrakten Schnittstellen der Middleware ermöglichen Anpassungen innerhalb der IT- oder OT-Welt ohne dass dafür die jeweils andere Ebene nachgezogen werden muss. Es genügt die Anpassung des OPC UA-Adressraums des DataFeed Secure Integration Servers. Damit kann der Anwender etwa einfach eine neue IT-Anwendung in die bestehende Schnittstelle der OT-Seite integrieren oder Änderungen innerhalb der Produktionswelt durchführen. Für einen Software-Lieferanten wird es auf diesem Weg möglich, eine Standardschnittstelle für seine Anwendung in kundenspezifische Anlagen und Umgebungen zu integrieren. Anwender können auch innerhalb der OT-Welt Änderungen vornehmen, ohne dass sie die IT-Integration von vorne beginnen müssen. Mit der Datenaggregationsfunktion lassen sich Daten aus verschiedenen Quellen zusammenfassen und über einen einzigen Server zugreifen. Die vereinfachte Kommunikationsstruktur reduziert den Konfigurationsaufwand, da nicht für jede einzelne OT-Datenquelle und jede einzelne IT-Anwendung eigene Konfigurationen notwendig werden. Die Datenvorverarbeitung erlaubt die zentrale Berechnung benötigter Prozesswerte, wie z.B. Mittelwerte über einen längeren Zeitraum oder Kennwerte für die Durchführung einer vorausschauenden Wartung. Dies führt zur Reduzierung des ausgetauschten Datenvolumens und einer Erhöhung der verfügbaren Rechenleistung auf den Rechnern der IT-Anwendung. Die Sicherheitsfunktionalität des OPC UA-Standards steht zudem in vollem Umfang zur Verfügung.

Komplexe Strukturen

Für den umfassenden Datenaustausch stellt DataFeed Secure Integration Server eine zentrale OPC UA-Datenintegrationsschicht zur Verfügung. Der Datenzugriff kann zentral für einzelne Komponenten festgelegt, freigegeben und gesperrt werden. Eine OPC UA-Firewall bietet Schutz vor Angriffen. Mit der Lösung wird die Handhabung der komplexen Netzstrukturen von Industrie-4.0-Lösungen vereinfacht.


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