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embedded world 2012: Cloud in der Automation

Schwer vorstellbar, dass ein Automobilbauer seine sensiblen, geheimen Daten in der weltweiten Cloud speichert. Dabei werben gerade Cloud-Anbieter mit der Vertraulichkeit der Daten. Stefan Hoppe zeigt, für wen Cloud-Automation spannend sein könnte und wie sie technisch umsetzbar ist.

Cloud in der Automation Bildquelle: © Beckhoff

Stefan Hoppe, Produktmanager TwinCAT bei Beckhoff Automation und Microsoft MVP: „Die Kopplung von Embedded-Steuerungen mit der Cloud ist keine Hexerei.“

Zunächst verbindet man mit der Cloud vor allem die Virtualisierung von IT-Ressourcen wie PCs oder Festplattenkapazität. Viel wichtiger ist jedoch der Aspekt der automatischen Skalierbarkeit und Verfügbarkeit der Ressourcen. „Für die diskrete Fertigungsindustrie ist das Auslagern von Daten weniger vorstellbar als für dezentrale, kleine Lösungen in Bereichen wie Gebäudeautomation, Wasserwirt­schaft oder regenerative Ener­gie­erzeugung“, betont Stefan Hoppe von Beckhoff Automation. Hier sind häufig Embedded-Steuerungen im Einsatz, die für den robusten Einsatz ohne rotierende Medien und Lüfter für den 24/7-Betrieb konzipiert sind, nicht aber für die Archivierung großer Datenmengen. „Wer jeden Monat bis zu 600 MB Daten speichern will, stellt fest, dass der Aufwand für die Sammlung und Sicherung der Daten enorme Kosten verursacht und Ressourcen bindet“, betont Hoppe. Aber was spricht dagegen, die Daten von der Gebäudeautomation – selbstverständlich verschlüsselt – direkt in die Cloud zu schieben und die monatlich anfallenden Kosten für diese Dienstleistung als laufende Betriebsausgaben umzulegen?

Wie einfach die Kommunikation von Embedded-Steuerungen bis in die Cloud umzusetzen ist, demonstriert Microsoft zusammen mit Intel und Beckhoff am Beispiel eines Windparks. In der Demo regelt ein SPS-Controller mit drei Tasks eine Turbine mit einem kompletten Umweltmodell, wie es real in Windturbinen des Windparks Alpha Ventus zum Einsatz kommt. Dort steuert ein Controller der Firma Beckhoff auf Basis von Windows Embedded Compact 5‑MW-Windturbinen.

„Wir haben für die Demo die reale Anwendung mit einer Anbindung an die Azure-Cloud und unterschiedlichen Anwendungsfällen erweitert“, ergänzt Hoppe. Konkret wurde die Speicherung von Diagnosedaten zur vorbeugenden Wartung, ergänzt um Wetterdaten und die Energiemenge, realisiert. „Alles wandert in eine Azure-Lösung“, so Hoppe. Dazu werden zunächst Datenpakete lokal auf dem Controller gesammelt und anschließend mit wenigen Transaktionen in eine SQL-Datenbank in der Cloud ausgelagert. Von dort sind die Daten über Standard-Webtechnologien abrufbar. Die Kommunikation funktioniert auch umgekehrt von der Cloud bis in den Controller. „Der Servicetechniker kann im anfliegenden Helikopter einzelne Turbinen in den Heli-Mode versetzen, bei dem die Flügel eine festgelegte Stillstandsposition anfahren. Im Szenario ist der Monteur über ein Tablet mit einem Windows-8-Protoyp über HTML5 mit der Cloud verbunden und nutzt diese als Kommunikations-Infrastruktur und zentrales Einstiegsportal zur Ansteuerung der anzufliegenden Turbinen.

Als weitere Besonderheit werden die Daten von der Embedded-SPS-Steuerung auch in die Microsoft-Lösung Stream-Insight eingebracht – eine Plattform für die Entwicklung und Bereitstellung von Anwendungen mit komplexer Ereignisverarbeitung. Die erhaltenen Daten aus der Turbine untersucht Stream-Insight quasi online. So analysiert die Software-Lösung die produzierte Energiemenge und korreliert diese mit der aktuell verbrauchten Energie der simulierten Verbraucher.