Cloud-Computing-Plattform mit modularem Mini-Edge-Server

Autor / Redakteur: Christian Blersch * / Gerd Kucera

Für das Cloud Computing brauchen Systemintegratoren flexibel und einfach erweiterbare Edge-Server-Plattformen. OEM-Partner BeckIPC offeriert solche modularen Edge Server mit AMD-Prozessoren.

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Bild 1: Über das Webinterface der Cloud können Maschinensteuerungen sowohl konfiguriert als auch mit programmiert werden. Grafische Oberflächen wie die WEB-PLC von Beck IPC sorgen für eine einfache Benutzerführung ohne die Syntax einer Programmiersprache erlernen zu müssen.
Bild 1: Über das Webinterface der Cloud können Maschinensteuerungen sowohl konfiguriert als auch mit programmiert werden. Grafische Oberflächen wie die WEB-PLC von Beck IPC sorgen für eine einfache Benutzerführung ohne die Syntax einer Programmiersprache erlernen zu müssen.
(Bild: BeckIPC)

Unternehmen, die das Internet der Dinge nutzen wollen, können die zentrale IoT-Hardware in die Cloud verlagern. In vielen Fällen entscheiden sich Industrieunternehmen allerdings dazu, einen Großteil der IoT-Hardware im eigenen Unternehmen anzusiedeln. Die Cloud Software wird dabei allerdings nicht im firmeneigenen klimatisierten Rechenzentrum betrieben.

Für viele industrielle Fertiger und Automatisierungsanbieter bedeutet dies, dass die vielen Geräte, Maschinen und Roboter einen eigenen lokalen Cloud-Server erhalten und das IoT-Netzwerk dann in der Fabrikhalle entsteht. Die diversen Cloud-Server können dann in Echtzeit miteinander kommunizieren, sodass auch Industrie-4.0-Applikationen möglich werden.

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Cloud-Server-Technologie für IoT & Industrie 4.0

Die industrielle Steuerungstechnik und Kommunikation wird dadurch um Cloud-Lösungen erweitert. Sie verbinden speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und industrielle Protokolle mit dem IoT und stellen eine Vielzahl von IoT Services bereit – beispielsweise die Parametrierung von Steuerungslogik und Alarmfunktionen über Clouds.

Geräte aller Art können so ohne zusätzliche Software-Installation vor Ort in Betrieb genommen werden. Über eine webbasierte SPS-Programmierung sind die Steuerungen sogar programmierbar, sodass sich solche spezialisierten Service-Dienstleistungen vollständig remote vornehmen lassen.

Web-PLC ist eine solche webbasierende grafische Editor-Lösung für einfache SPS-Funktionen. Sie stellt die Steuerungsfunktionen And, Or, XOr, FF, Timer, Counter, Compare und weitere, einfach zu erstellende SPS-Funktionen und zusätzliche Protokolle (beispielsweise Modbus) remote zur Verfügung.

Die Cloud-Server-Technologie ist damit eine konsequente Ergänzung um die passenden Clouds – sowohl hardwareseitig als auch in Bezug auf die Software und Applikationen, die auf den Cloud-Servern ablaufen. Anwender erhalten ein Gesamtpaket, das vom (dezentralen) E/A-System über die lokalen Steuerungen und HMIs sowie ihre Gateway-Komponenten bis hin zur Cloud-Lösung reicht. Für den Anwender ist dabei besonders vorteilhaft, dass er auf diese Weise alle Komponenten aus einer Hand beziehen kann, alle Komponenten eine hohe IT-Sicherheit bieten und vielfältige Anbindungsoptionen zum Feld hin verfügbar sind, darunter CAN, Profibus, Profinet, Ethernet/IP, M-Bus, Mobilfunk sowie serielle Schnittstellen.

An die Serverplattform werden dabei hohe Anforderungen gestellt, denn sie soll zum einen besonders robust sein, zum anderen aber auch kostengünstig. Es besteht nämlich ein großer Bedarf darin, Industrie 4.0 mit einem geringen Investitionsaufwand zu ermöglichen. Deshalb stellen Lösungsanbieter die Nutzung ihrer neuen Cloud-Lösungen beispielsweise auf einer monatlichen Mietbasis bereit. Manche Lösungen belaufen sich damit auf nur 5 € pro Monat. Das ermöglicht Maschinenbauern eine effiziente Integration, selbst wenn diese nur 10 bis 20 Maschinen pro Jahr fertigen.

Ideal ist es, wenn die Lösung auf die aufwendige Implementierung von MQTT verzichtet, weil alle notwendigen Programmieraufwendungen in der Gesamtlösung bereits integriert sind. Zum Prozess hin muss dadurch nichts mehr geregelt werden. Entscheidender ist eher die Anbindung von Protokollen und Datenbanken, die in der Welt der Office-Server üblich sind, wie beispielsweise OpenVPN, NAT und COM-Server, die man auf dem Cloud Servern selbst zur Verfügung stellt.

Auf der Anwendungsebene ermöglichen es den Anwendern zudem sehr einfach, beispielsweise ein Dashboard, ein Alarmhandling oder auf Basis unserer Node-Red-Implementierung eine eigene Anwendung per Drag&Drop zu erstellen. Das Ziel ist dabei, die Anwender zu ertüchtigen, ihre Daten innerhalb eines Tages vom Sensor ins SAP-System zu bringen bzw. etwas Vergleichbares zu entwickeln.

Ziel des Lösungsbaukastens ist es, Maschinen- und Roboterherstellern eine übergeordnete Logik für die Industrie-4.0-Kommunikation in Echtzeit zu bieten mit Latenzen, die im zwei bis dreistelligen ms-Bereich liegen und je nach Konfiguration sogar nur 25 ms betragen können. Weitere Applikationsfelder sind aber auch das Facility Management oder mehrere verteilte Vending-Automaten und Ticketing-Systeme auf Bahnhöfen oder beispielsweise Smart-Grid-Applikationen.

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