Nachgehakt bei Prof. Dr.-Ing. Reinhard Langmann

Zu den Hintergründen des Forschungsvorhabens WOAS

Anfang September fiel der Startschuss für ein neues Forschungsvorhaben, genannt WOAS. Zielstellung des Projektes ist die Erforschung einer Architektur für Automatisierungssysteme auf Basis von Web-Technologien. Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Reinhard Langmann erläutert die Hintergründe?

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"Durch die Nutzung weborientierter Automatisierungsdienste mit Web2.0-Technologien lassen sich die verfügbaren Systeme erheblich aufwerten"

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"Durch die Nutzung weborientierter Automatisierungsdienste mit Web2.0-Technologien lassen sich die verfügbaren Systeme erheblich aufwerten"

Herr Dr. Langmann, was genau verbirgt sich hinter dem Projekt WOAS?

WOAS steht für ‚Architektur und Schnittstellen für ein weborientiertes Automatisierungssystem’. Bei dem Projekt handelt es sich um eine industrielle Gemeinschaftsforschung mit dem Ziel, die Prinzipien und Methoden aus der standardisierten Welt der Internet-Technologien systematisch und strukturiert in die Industrie-Automation zu übertragen. Die Ergebnisse sollen unter anderem die Entwicklung neuer Konzepte ermöglichen, die sich extrem flexibel und mit wenig Aufwand an anwendungsspezifische Bedürfnisse anpassen lassen – Stichwort ‚Lean Web Automation’.

IT- beziehungsweise Web-Technologien haben doch bereits auf breiter Front Einzug in die Automatisierungstechnik gehalten. Wozu braucht es jetzt ein weiteres Projekt wie WOAS?

Bisherige Konzepte integrieren Web-Technolo­gien mehr oder weniger in die klassischen Systeme beziehungsweise bauen diese – insbesondere Prozessleit- und Visualisierungssysteme – mit Web-Technologien nach. WOAS soll hier einen neuen Weg einschlagen und bereits von der Systemarchitektur her die Eigenschaften von Web-Technologien intensiv nutzen, zum Beispiel die konsequente Verteilung von Funktionalitäten im IP-Netz sowie standardisierte und offene Schnittstellen.

Woran fehlt es heutigen Automatisierungssystemen konkret aus technischer Sicht, um eine weborientierte Architektur a là WOAS umsetzen zu können?

Was fehlt, ist eine durchgängige, offene und konsistente Modellierung eines Automatisierungssystems auf Basis von webbasierten Standardtechnologien. Außerdem finden bisher neue Web-2.0-Technologien wie MashUps, Widgets, REST oder WebObjects noch keine Verwendung. Zwar versuchen verschiedene Scada-Systeme bereits, eine webbasierte serverorientierte Architektur (SOA) mit Webservices umzusetzen. Dabei entstehen aber ‚schwergewichtige’ Systeme, die hohe serverseitige Rechnerleistung erfordern und außerdem praktisch ausschließlich auf Windows basieren.

Kurzum: Weborientierte Architekturen, die sich in den letzten Jahren in Geschäftsanwendungen zunehmend etablieren, stehen für Automatisierungssysteme bisher noch nicht zur Verfügung. Durch die ‚schlanken’ WOA-Server wäre aber gerade diese Architektur für den Einsatz in der Automatisierungstechnik mit ihren hinsichtlich der Informationsverarbeitung eher leistungsbegrenzten Geräten, wie zum Beispiel SPS, Embedded-Controller, Sensoren und Aktoren, prädestiniert. Die „Technik“ allein macht aber noch kein WOAS aus.

Sondern?

Eine weitere wichtige Zielstellung des Projektes ist die Erforschung neuer Geschäftsmodelle, die aufbauend auf der WOAS-Dienstestruktur eine effiziente Nutzung von verteilten Automatisierungsfunktionen ermöglichen soll. Damit könnte eine webbasierte Automatisierungsdienste-Industrie entstehen, in der Betreiber beziehungsweise Nutzer die erforderlichen Funktionen als Dienste von einem entsprechenden Anbieter aus einem IP-Netz zeitbegrenzt mieten und auch nur für die Mietzeit bezahlen. Möglich wird dies bei WOAS durch die konsequente Trennung eines WOAS-Kernels von den eigentlichen Automatisierungsfunktionen wie Visualisierung, Bedienung, Alarmverarbeitung oder Trendanalyse.

Der Kernel wird eine Art Framework mit Informationen zu den Geräten, den Schnittstellen und den erforderlichen Diensten bilden. Wohingegen die WOAS-Dienste selbst von unterschiedlichen Servern respektive Anbietern im Netz bezogen werden können. Das eigentliche Automatisierungssystem entsteht dann erst zur Laufzeit im jeweiligen Client-Rechner. Solche Szenarien sind insbesondere für technische Prozesse effizient, die nicht ständig beobachtet und bedient werden müssen. Dazu gehören Automatisierungssysteme in der Gebäude-Automation, der Erdöl-Industrie oder auch in Windenergie-Anlagen.

Wer steht im Detail hinter dem WOAS-Projekt?

WOAS wird über die Forschungsvereinigung Elektrotechnik beim ZVEI durch das Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert und hat eine Laufzeit von zweieinhalb Jahren. Begleitet wird das Projekt von zehn Unternehmen der Automatisierungsbranche, darunter Harting, Lenze, Phoenix Contact und Weidmüller; die Projektleitung liegt beim CCAD der Fachhochschule Düsseldorf. An Geldern stehen dafür insgesamt etwa 340.000 Euro zur Verfügung, davon 270.000 Euro öffentliche Fördermittel vom BMWi sowie 70.000 Euro als Beteiligung der Industrie.