Einstiegslösung mit Mindsphere Connectivity
Bild 3: Anybus-Edge-Gateways sind intelligente Bindeglieder zwischen Feldebene und Cloud; sie übernehmen auch Datenvorverarbeitung und Filterung (Quelle: HMS)
Als Alternative für kleine und mittlere Projekte sowie für Neueinsteiger in die cloudbasierte Automatisierung steht mit dem Anybus-Edge-System eine skalierbare Komplettlösung aus einer Hand zur Verfügung, die Anwendern den Einstieg in die Cloudthematik leicht macht und bei Bedarf später in die großen IoT-Cloud-Systeme eingebunden werden kann. Alle ihre Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt. So können Anwender erste Erfahrungen sammeln, ohne die Daten auf den Servern Dritter ablegen zu müssen.
Die Anybus-Edge-Lösung setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Dem Edge-Gateway und dem HMS-Hub bestehend aus dem Edge-Broker und dem HMS-Portal: Das Anybus-Edge-Gateway ist die an der Maschine installierte Hardware, die auf Fabrikebene eine Verbindung zu den dort vorhandenen industriellen Netzwerken, wie Profinet oder Ethernet/IP, herstellt. Zudem können hier aber auch Daten aus der Fabrik vorverarbeitet, analysiert, sinnvoll zusammengefasst und für eine intelligente und sichere Übermittlung an die Cloud vorbereitet werden. Dies wird mit HMS Sequence bewerkstelligt, einem einfachen grafischen Programmiertool.
Um den Datenfluss so gering wie möglich zu halten, werden Daten ereignisgesteuert übertragen. Das Gateway lässt sich zur Anpassung an Anwendungsanforderungen einfach parametrieren und stellt selbstständig eine sichere Verbindung zum Edge-Broker her, um die vorher definierten Daten zu übertragen. Anschluss an die Cloud kann sowohl über Ethernet, WLAN oder Mobilfunk realisiert werden (northbound). Das Gateway gibt es in einer Vielzahl verschiedener Varianten und bietet so für nahezu jeden Anwendungsfall die passende Lösung.
Das Herzstück des Anybus Edge-Systems ist der HMS-Hub mit dem Edge-Broker, der die sichere Datenübertragung zwischen Fabrik und Cloud herstellt. Dazu ist die Datenkommunikation komplett mit dem auch bei Banken üblicherweise benutzten Standard TLS 1.2 Ende-zu-Ende verschlüsselt. Somit sind Datenintegrität und Vertraulichkeit sichergestellt. Das eingesetzte und speziell auf die IIoT-Anforderungen entwickelte Kolibri-Protokoll arbeitet bidirektional und ereignisgesteuert. Es überzeugt durch geringe Latenzzeit und ist auch bei einer größeren Anzahl von verbundenen Geräten sehr performant.
Zum HMS-Hub gehört auch das Hub-Portal. Das ist die Cloud im engeren Sinne. Daten der Anybus-Edge-Gateways werden über den HMS-Hub mit IoT-Softwareanwendungen ausgetauscht. Hier werden alle Daten der Applikation verwaltet und übersichtlich dargestellt. Dashboards beispielsweise geben einen Überblick über die Live-Prozessdaten einer Anlage oder Maschine. Trendgrafen zeigen kontinuierliche Änderungen in Anlagen- oder Maschinenteilen oder können Aufschluss über Verschleiß in einzelnen Komponenten geben. Alarmmanagement per E-Mail oder SMS ist möglich. Aber auch eigene Applikationen lassen sich erstellen. Der Anschluss an 3rd-Party-Clouds oder Datenbanken ist einfach möglich, beispielsweise für die Abrechnung. Möchte der Anwender aufgrund steigender Anforderungen irgendwann von der HMS-Komplettlösung auf die großen Cloudlösungen wie Mindsphere wechseln, ist der Übergang dank der offenen Schnittstellen zur Anbindung des HMS-Hub an 3rd-Party-Systeme jederzeit und ohne Neukonfiguration der Gateways und Steuerungen in der Anlage realisierbar.
Fazit
Bei der Integration von Bestandsanlagen in moderne cloudbasierte IoT-Systeme kommt der Datenkommunikation über flexible IoT-Gateways eine Schlüsselfunktion zu. Um mit allen Komponenten in heterogenen Produktionsumgebungen zu kommunizieren, ist eine Vielzahl von Schnittstellen in alle Richtungen der Prozesskette eine Grundvoraussetzung. HMS bietet mit dem IIoT-Gateway Ewon Flexy 205 sowie mit dem Anybus-Edge-System Lösungen, um die Daten aller gängigen Systeme und Komponenten unterschiedlicher Hersteller zusammenzuführen und in übergeordnete IT-Systeme einzubinden. Zusammen mit dem umfangreichen Netzwerk spezialisierter IoT-Partnerfirmen entsteht so eine Komplettlösung, mit der Anlagenbetreiber neue Wertschöpfungspotenziale mit Bestandsanlagen realisieren können.
Literatur:
[1] Mindsphere World e. V., Karlsruhe: www.mindsphereworld.de
[2] HMS Industrial Networks GmbH, Karlsruhe: www.hms-networks.de