Logiccloud

Die SPS in der Cloud

24. März 2022, 14:45 Uhr | Meinrad Happacher

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Umsetzung und Bewertung

Das Logiccloud Konzept basiert auf modernsten Webtechnologien. Dazu gehören:

Die Containertechnologie mit Kubernetes für die automatisierte und beliebige Verteilung von Steuerungsinstanzen auf verschiedene Netzknoten; JavaScript und C/C++ für die Backend-Programmierung; HTML5 und das Responsive Design für das Frontend-Portal.

Darüber hinaus nutzt die Implementierung verschiedene Open-Source-Tools wie Keycloak für die Systemsicherheit, Grafana und Prometheus für Analytics, Logging und Metriken.
Alle Funktionalitäten im Logiccloud-System sind als Microservices implementiert und lassen sich flexibel erweitern. Das Logiccloud-Portal bietet die Erstellung von SPS-Projekten und Steuerungsprogrammen in den IEC 61131-3-Sprachen ST, LD, SFC und FBS im Rahmen einer integrierten Entwicklungsumgebung (PLC IDE).

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Sicherheitsorientierte Implementierung

Neben der Echtzeitfähigkeit der SPS-Instanzen liegt ein besonderes Augenmerk bei der Implementierung auf deren Security, Reliability und Safety.
Im Hinblick auf die Sicherheitsmechanismen berücksichtigt die Implementierung, die im Open Web Application Security Project identifizierten, grundlegenden Bedrohungen und Risiken. Daher ist das Logiccloud-System von Anfang an sicherheitsorientiert konzipiert und nutzt Standardtechnologien wie Oauth2 mit 2FA, eine granulare rollen- und berechtigungsbasierte Zugriffskontrolle, verschlüsselte Kommunikation und Laufzeitisolierung innerhalb des Kubernetes-Clusters. Darüber hinaus ist eine automatische Anomalie-Erkennung integriert, mit der eine große Anzahl von Angriffen auf die Plattform identifiziert und verhindert werden kann.

Um die Zuverlässigkeit der laufenden SPS-Instanzen zu gewährleisten, stehen eine Reihe von Maßnahmen bereit. Dazu gehören Caching-Mechanismen für Laufzeit- und I/O-Images, Synchronisationsmechanismen zum schnellen Austausch einer fehlerhaften SPS-Laufzeitinstanz, die permanente Überwachung der Infrastruktur mit Hilfe von Selbstheilungsfähigkeiten sowie die Bereitstellung eines zusätzlichen Ressourcenpools, der in Notfällen als Puffer dienen kann.

Jede SPS-Instanz steuert reale physikalische Automatisierungsgeräte und muss mit diesen über das Netzwerk – Intranet oder Internet – zuverlässig verbunden sein. Netzwerkverbindungsprobleme allerdings kann das System nicht abfangen, aber es sind einige Gegenmaßnahmen vorgesehen, die insbesondere die Maschinensicherheit gewährleisten sollen. Etwa die vorgesehene Verwendung von redundanten oder hybriden Netzwerkverbindungen mit schnellem Failover; die Verlagerung der SPS-Instanzen vor Ort an den Edge; die Einführung von Watchdog- und Ping-Signalen zur Erkennung von Stromausfällen und das Generieren von Warnungen bei abnormalem Verhalten, etwa erhöhten Latenzzeiten.

Letztlich muss aber der Anwender einer solchen Steuerung eine Risikoanalyse bezogen auf den zu steuernden technischen Prozess durchführen und seine Anforderungen an diesen definieren.
Logiccloud wird im Laufe des Jahres 2022 zu einem vollständigen Steuerungsprodukt ausgebaut und ab Ende 2022 für erste industrielle Anwender zur Verfügung stehen. Interessierte können sich über den Stand der Arbeiten auf den logiccloud.com-Webseiten informieren.

Wer steckt hinter Logiccloud?

Die Wurzeln von Logiccloud gehen auf ein Forschungsprojekt von Prof. Reinhard Langmann an der Hochschule Düsseldorf aus dem Jahre 2014 zurück. Das Projekt widmete sich dem Ansatz einer virtualisierten SPS in der Cloud. An dem Projekt beteiligt war auch der ZVEI, dem Bernhard Böhrer, damaliger Geschäftsführer und Gesellschafter der Firma WEBfactory, als Vorstand der Forschungsgemeinschaft Automation angehörte. Bernhard Böhrer verfolgte die Idee der virtualisierten SPS weiter und gründete 2021 die Logiccloud AG, der er seither als CEO vorsteht. Aktuell besteht das Unternehmen aus sechs Mitarbeitern mit vielen Jahren Erfahrung in der Automatisierung und Softwareentwicklung. Ziel des jungen Unternehmens ist es, mit Logiccloud eine Cloudplattform für industrielle Steuerungen, die „SPS aus der Cloud“, bereitzustellen. Der Markteintritt mit einem serienreifen Produkt ist für November 2022 geplant.