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Prozessindustrie im digitalen Wandel

Die Cloud für smarte Prozesse

Daten liefern, sammeln, auswerten und nutzen: Neben den IoT-Controllern PFC100 und PFC200 erweitert Wago sein digitales Leistungsportfolio mit der neuen Wago Cloud Data Control. Eine zukunftsweisende Methode, um Maschinen innerhalb einer Chemiefabrik effizienter arbeiten zu lassen.

Nur wenn Anlagen und Prozesse vernetzt werden und die Fertigungsinseln über die Fabrikgrenzen hinaus zur Cloud kommunizieren können, sind die Anforderungen einer Smart Factory erfüllt. (Bild: © cozyta / gettyimages.de / Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

Nur wenn Anlagen und Prozesse vernetzt werden und die Fertigungsinseln über die Fabrikgrenzen hinaus zur Cloud kommunizieren können, sind die Anforderungen einer Smart Factory erfüllt.
(Bild: © cozyta / gettyimages.de / Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

Der Trend zur Digitalisierung stellt Unternehmen aus der Industrie vor einige Herausforderungen: Individualisierte Produkte, schnellere Produktzyklen, höhere Produktvielfalt – all das verlangt nach mehr Flexibilität in der Fertigung bei niedrigeren Kosten. Als Lösungsweg setzen immer mehr Produzenten auf die Errichtung von Smart Factories. Voraussetzung hierfür sind transparente Informationen zu Abläufen, Leistungsfähigkeit und Qualität. Zwar werden in industriellen Prozessen bereits enorme Datenmengen erfasst, allerdings sind diese meist auf verschiedene Systeme verteilt, die nicht kompatibel sind. Anlagen und Prozesse können so nur schwer miteinander vernetzt werden – durch Cloud-Kommunikation ergeben sich für die Industrie neue Chancen der Vernetzung, insbesondere mit Blick auf die geforderte Anlagenverfügbarkeit sowie die Optimierung von Prozessen. Fertigungsinseln müssen zudem in der Vertikalen über Fabrikgrenzen hinaus zur Cloud kommunizieren können, sodass bei Bedarf Verantwortliche standortübergreifend Zugriff auf die aktuellen Daten haben.

Flexibler Zugriff auf prozessrelevante Daten

Wago hat sich intensiv mit diesen Anforderungen auseinandergesetzt und bietet für Anlagenbetreiber in der Industrie konkrete Lösungsansätze. Sie basieren auf Technologien, die heute verfügbar sind und Anwendern messbaren Mehrwert bieten können. Zu den neuesten Ansätzen zählt die Wago Cloud Data Control, die alle Wago-Controller PFC sowie deren Applikationen und Daten verwaltet und überwacht. Ein Webportal dient dem Anwender als Benutzeroberfläche für den Cloud-Dienst, der bei Microsoft Azure gehostet wird. Über diesen hat er Zugriff auf Funktionen wie Projekt-, Controller- und Benutzerverwaltung oder Controller-Status-Monitoring, Alarmfunktionen und E-Mail-Benachrichtigungen. Auf einem Dashboard lassen sich Texte, Tabellen, Diagramme, Zeigerelemente und Kommando-Buttons übersichtlich bedienen. Bei anwendungsspezifischen Lösungen kommen die REST- oder OPC-UA-Schnittstelle zum Einsatz – beispielsweise beim Energie-Monitoring, aber auch für Predictive -Maintenance-Applikationen. Diese ermöglichen es Anwendern, Störungen zu erkennen und Reparaturen anzustoßen, bevor Defekte zu gravierenden Schäden auswachsen und Produktionsausfälle verursachen.

In wenigen Schritten in die Cloud

Die Anbindung an die Feldebene erfolgt mit dem Wago-I/O-System 750 oder 750 XTR, wobei die Daten in die Cloud Data Control über einen Controller der PFC-Familie gesendet werden – die neueste PFC-Generation ist standardisiert Iot-ready. Die Programmierung einer IEC-Applikation mit der entsprechenden Bibliothek machen die Steuerung mit nur wenigen Handgriffen zum IoT-Device. Dann lassen sich Zustandsinformationen wie Run/Stop, Verbindungsstatus, Geräteinformationen sowie im IEC-Programm definierte Variablen in die Cloud senden und beispielsweise visualisieren. Über ein verschlüsseltes MQTT-Protokoll kommunizieren die IoT-Steuerungen mit der Cloud Data Control. Die Konfiguration der Cloud-Verbindungsdaten erfolgt mit Hilfe des Web-Based-Managements (WBM). Darüber hinaus sind auch Bibliotheken für Codesys 2.3 und e!Cockpit im Lieferumfang enthalten. Im IEC-Programm können die Variablen definiert werden, die in die Cloud übertragen werden sollen. Auf diese Weise verlassen sensible Daten nicht das Unternehmen.

Nach einem Upgrade ist die neueste PFC-Generation standardisiert IoT-ready. (Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

Nach einem Upgrade ist die neueste PFC-Generation standardisiert IoT-ready.
(Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

Plattform verbindet die Welten

Die Wago-Controller PFC100 und PFC200 bilden damit die Plattform, die das Bindeglied zwischen den Elementen der realen und digitalen Welt darstellt. Mit der Vielzahl an Schnittstellen sind sie außerdem hervorragend als IoT-Gateway geeignet. Sie sind modular und skalierbar, können quasi jedes Feldsignal einsammeln, sprechen eine Vielzahl an Industrieprotokollen und ermöglichen die Cloud-Anbindung von Sensoren und Aktoren, die selbst keine Internetschnittstelle haben.

Schutz vor Hackern

Prozessdaten von überall auf der Welt einsehen – klingt praktisch, aber ist es auch sicher? Mit dem Thema Cyber-Security hat sich Wago ebenfalls befasst. Die IoT-Controller PFC100 und PFC200 erfüllen hohe Sicherheitsanforderung, denn sie codieren Daten nicht nur mittels SSL/TLS 1.2 direkt in der Steuerung, sondern übertragen diese via VPN-Tunnel auch abgesichert in übergeordnete Systeme. Die Controller bringen ein plattformübergreifendes Realtime-Linux mit, das als Open-Source-Betriebssystem langzeitverfügbar, skalierbar sowie Update-fähig ist und Tools wie Rsync unterstützt. Somit sind sie auch als Secure-Gateway einsetzbar. Die Linux-Basis unterstützt wesentliche Sicherheitsprotokolle und sorgt dafür, dass diese dank der Linux-Community ständig weiterentwickelt werden. Bei der Auslegung der Controller verfolgt der Hersteller somit einen IT-Security by Design-Ansatz: Alle IT-Security-Mechanismen sind in den Controller integriert und können nicht durch Fremdzugriff ausgekoppelt werden.

Partner für Digitalthemen

Mit dem St. Georgener Softwareunternehmen M&M als Mitglied der Wago-Firmengruppe steht den Mindenern zudem ein enger Partner zur Seite, der ganzheitliche industrielle und technische Softwarelösungen anbietet. Bei Digitalthemen wie Cloud Computing und Internet of Things arbeitet der Partner mit Microsoft zusammen und realisiert entsprechende Lösungen bevorzugt mit Microsoft Azure. Diese Cloud-Computing-Plattform ist hoch skalierbar und gibt einen detaillierten Einblick auf Rechenleistung, Datenspeicher, Transaktionen, Verfügbarkeit und Sicherheitsstandards. Mit ihrer schnell wachsenden Anzahl von Diensten und Tools stellt die Plattform die bestmögliche Basis für die Realisierung anwendungsspezifischer Lösungen auf dem Feld der Prozessautomation dar. Dennoch hat sich das Mindener Unternehmen nicht auf Azure festgelegt. Dessen Controller können Daten je nach Wunsch und Anforderung auch zu anderen Plattformen wie Amazon Web Services oder IBM Bluemix senden. Auch Anbindungen an Third-Party-Lösungen sind durch das standardisierte Protokoll MQTT machbar.

Über die MQTT-Schnittstelle lassen sich Daten von der Feldebene abgesichert in die Cloud schicken. (Bild: Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

Über die MQTT-Schnittstelle lassen sich Daten von der Feldebene abgesichert in die Cloud schicken.
(Bild: Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG)

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