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Digitale Transformation: Die fünf Attribute einer Smart Factory

Fortsetzung des Artikels von Teil 3.

Attribut 3: Vertikale Vernetzung

Bei der vertikalen Vernetzung der digi­talisierten Fertigung ist die Cloud-Anbindung sofort in aller Munde. In der Realität ist diese allerdings längst nicht immer akzeptiert. Insbesondere die Cloud-Ver­netzung auf im Internet öffentlich ver­fügbare Server – sprich einer ‚Public Cloud‘ – erzeugt große Bedenken, da dies unter Umständen den Zugang auf den Produk­tionsprozess weltweit öffnet. Bei der ver­tikalen Vernetzung der digi­talisierten Fabrik sollte daher bewusst ­zwischen der offenen Cloud-Anwendung und der ver­tikalen Vernetzung auf externe, aber nach wie vor zum Unternehmen ge­hörende Fertigungsrechner unterschieden werden.

Durch zum Beispiel eigene, mit VPN, https sowie weiteren individuellen Verschlüsselungsmethodiken und ‚Verkryptisierungen‘ in der Kommunikation der privaten Client-Server-Topologien geschützte Zugänge auf eigene Server wird die Internetstruktur nur noch als Vernetzung genutzt. Diese als ‚Private Cloud‘ bezeichnete Architektur unterscheidet sich zur Public Cloud im Wesentlichen in ihrer Serverlandschaft und der Serveranbindung an offene gemietete Serverlandschaften. 

Controller PFC200 von Wago Kontakttechnik Bildquelle: © Wago Kontakttechnik

Das im Controller PFC200 standardisierte MQTT-Protokoll sorgt für die nahtlose Verbindung mit Web- und Cloud-Diensten: Über diese Schnittstelle lassen sich Daten von der Feldebene sicher in die Cloud schicken.

Unabhängig von Private oder Public Cloud: In beiden Fällen dreht es sich um die vertikale Anbindung aus dem Produktionsmodul heraus – über eigene Firmengrenzen hinweg. Im B2C-Geschäft etwa kann der Zugang auf die Server ebenso dem Endkonsumenten ermöglicht werden, um dadurch zum Beispiel eine Bestellung direkt am Fertigungsmodul zu platzieren. Indem die bereits erwähnten PFC-Controller die Möglichkeit integrierter Fernzugriffe bieten, können sie die Rolle eines IoT-Gateway (Internet-of-Things-Gateway) übernehmen. Das bedeutet: Neben der eigentlichen Steuerung sind parallele Kommunikationsprotokolle integrierbar, über die der Zugriff stattfindet – physikalisch über Ethernet oder Mobilfunknetz, logisch über MQTT.

Wie bei der horizontalen Vernetzung ermöglicht der Multikommunikationszugriff auf den Controller den Zugriff unterschiedlicher Clients auf die Steuerung. Damit lassen sich Zustandsinformationen wie Run/Stop, Verbindungsstatus, Geräteinformationen sowie im IEC-Programm definierte Variablen in die Cloud senden und visualisieren. Über die Programmierung sind die Variablen definierbar, die in die Cloud übertragen werden sollen oder die zu schützen sind. Sensible Daten verlassen das Unternehmen auf diese Weise nicht.

Ob der Controller die Daten zu bekannten Cloud-Anbietern wie Microsoft Azure, Amazon Web Services oder IBM Bluemix schickt, bleibt dem Anwender überlassen. Zudem lassen sich Anbindungen an Cloud-basierte Third-Party-Lösungen mittels des MQTT-Protokolls ebenso realisieren wie an lokale Server des Anwenders. 

Mit der ‚Cloud Data Control‘ bietet Wago ebenfalls eine Lösung, die das Bindeglied zwischen den Elementen der realen und digitalen Welt darstellt. Sie verwaltet und überwacht alle PFC-Controller sowie deren Applikationen und Daten. Der Cloud-Dienst wird bei Microsoft Azure gehostet, ein Web-Portal dient als Benutzer-oberfläche für den Anwender. Über dieses 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, Trends, Tabellen, Diagramme, Zeigerelemente und Kommando-Buttons bequem und übersichtlich bedienen. Bei anwendungsspezifischen Lösungen kommt schließlich die REST- oder OPC-UA-Schnittstelle zum Einsatz – beispielsweise beim Energie-Monitoring, aber auch für Predictive-Maintenance-Applikationen.