Vorteile der Cloud nutzen

Dass die Informations- und Steuerungstechnik unumkehrbar zusammenwachsen, ist mittlerweile fast jedem Automatisierungstechniker und Softwareentwickler bewusst. Die Cloudtechnologie lässt sich z.B nahezu unbegrenzt skalieren. Außerdem fällt lediglich ein geringer Aufwand für ihre Implementierung sowie Updates an. Und schließlich können neue Softwarelösungen schneller in Betrieb genommen werden.

(Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH)

Im Rahmen der fortschreitenden Automatisierung sowie der Umsetzung des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 ergeben sich unterschiedliche Herausforderungen. Dazu gehört die Frage, wie sogenannte Legacy-Geräte – also ältere Komponenten – mit den neuen Technologien interagieren können. Ferner steht die Datensicherheit und -souveränität im Mittelpunkt, wenn es um die Nutzung einer Cloudlösung in industriellen Anlagen geht. Wie unterscheidet sich die Proficloud von Phoenix Contact hier von anderen Ansätzen? Welche Applikationen sind bereits mit ihr realisiert worden und wie wird für die Zugriffs- und Zukunftssicherheit gesorgt? Bei der Proficloud handelt es sich um eine IoT-Plattform, die seit Anfang 2016 im produktiven Einsatz verfügbar ist und seither vielen Anwendern die Möglichkeit bietet, die zur Verfügung gestellten Dienste zu verwenden oder eigene Lösungen zu erarbeiten. Sie zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass Phoenix Contact nicht nur eine Plattform bereitstellt, sondern von Hardwarekomponenten bis zu branchenspezifischen Gesamtkonzepten alle Aspekte der cloudbasierten Automatisierung abdeckt.

Das Cloud-IoT-Gateway bindet die vorhandene Infrastruktur an das Internet an (Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH)

Durchgängiges Self-Service-Modell

Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Entwicklung der Proficloud war neben der Offenheit auch eine einfache Installation und Bedienung. Erfordern vergleichbare industrielle Cloudansätze eine teils kostenpflichtige Registrierung und manuelle Aktivierung des Accounts durch den Anbieter, setzt die Proficloud auf ein durchgängiges Self-Service-Modell. Hier kann sich jeder Anwender selbständig auf der Homepage www.proficloud.net eintragen und erhält dann sofort Zugang zu den angebotenen Anwendungen. Darüber hinaus hat er die Möglichkeit, seine Komponenten im eigenen Account zu verzeichnen oder seine selbst erstellten Lösungen zu testen. Zudem kann der Anwender andere Nutzer in seinen Account einladen, um Daten mit mehreren Personen oder Diensten zu teilen.

Die Cloud-basierte Dashboard-Lösung passt sich dem Endgerät an. (Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH)

Einfache Erweiterung des Profinet-Protokolls

Innerhalb der Cloud gibt es derzeit zwei verschiedene Konzepte. Bei der Profinet-Solution lässt sich das Profinet-Protokoll durch smarte Cloudlösungen erweitern. Die TSD-Solution erlaubt das Persistieren und Analysieren von Zeitreihendaten in der Cloud. In der Profinet-Solution setzt sich die Proficloud-Anwendung standardmäßig aus mindestens einem Proficloud-Koppler, einem Proficloud-Device und einem Profinet-Controller zusammen. Der Controller kann von jedem beliebigen Steuerungshersteller bezogen werden, sofern das Gerät die Spezifikation einhält. Der Proficloud-Koppler bindet das lokale Profinet-Netzwerk über zwei Ethernet-Interfaces an die Cloud an. Während die eine Schnittstelle dem Anschluss an das lokale Profinet-System dient, erfolgt die Ankopplung an das Internet über das zweite Ethernet-Interface. Anschließend initiiert der Koppler automatisch eine Verbindung mit der Proficloud und ist nach kurzer Zeit einsatzbereit. Gleiches gilt für die Proficloud-Devices, die ebenfalls einfach an das Internet angebunden werden und sich automatisch an die Proficloud ankoppeln. Diese leicht handhabbare Möglichkeit zur Nutzung des Profinet-Protokolls über das Internet wird bereits weltweit in mehreren Applikationen angewendet. So tauschen örtlich entfernte Stationen Prozessdaten mit einer zentralen Steuerung aus. Ferner werden im Internet verfügbare Wetterinformationen direkt vom Automatisierungssystem angefragt und entsprechend eingesetzt.

Direkter Cloudanschluss

Für die TSD-Solution (Time Series Data) bietet Phoenix Contact zwei Geräte an. Zum einen ist das die auf der PLCnext Technology basierende Axioline-Steuerung AXC F 2152, zum anderen das Cloud-IoT-Gateway. Mit den beiden Komponenten können Unternehmen einen ersten Schritt in das IoT vollziehen. Die Proficloud stellt den Anwendern einen intuitiv zu konfigurierenden und sicheren Einstieg in die IoT-Welt zur Verfügung, damit sie von den vielfältigen Vorteilen der Cloudplattform profitieren können. Sowohl die Steuerung als auch das Gateway umfassen einen direkten Anschluss an die Cloud. Nachdem die Geräte verbunden worden sind, erscheinen die von ihnen gesendeten Daten dort sofort. Ein weiterer Mausklick führt dann zur Anwendung TSD Analytics. Mit der Open-Source-Plattform lassen sich eigene Dashboards online aufbauen und frei konfigurieren.

Weltweite Skalierbarkeit

Bei der Proficloud handelt es sich um ein offenes System, in dem für jede Applikation die passende Lösung erstellt werden kann – sei es eine cloudbasierte Datenerfassung und -analyse oder ein komplettes Automatisierungskonzept. Darüber hinaus kann der Anwender die Daten an andere cloudbasierte Systeme weiterleiten, die sie detaillierter auswerten und so u.a. die Notwendigkeit einer vorbeugenden Wartung erkennen. Aufgrund der weltweiten Skalierbarkeit der Lösungen liefern globale Analysen wertvolle Hinweise hinsichtlich einer Anlagenoptimierung. Der Aufbau von Applikationen gestaltet sich einfach. Mit dem kostenfrei erhältlichen Software Development Kit für Java (SDK4J) programmiert der Anwender seine Lösung für die Cloud. Teure Entwicklerlizenzen sind nicht erforderlich. Die Lösung lässt sich entweder als virtuelles Profinet-Device ausprägen oder als gesamte Solution, die Funktionen aus verschiedenen Komponenten der Cloud verwenden kann. Die Entwicklung von eigenen Apps für das Smartphone ist mit dem SDK4J ebenfalls möglich. Somit können die Statusänderungen und Alarme der Maschine direkt auf die am Handgelenk befindliche Smartwatch des Bedieners geschickt werden.

Hoher Zugriffsschutz

Die flexible, erweiterbare IoT-Architektur erlaubt eine einfache Nutzung von mobilen Apps und Clouddiensten sowie die Anbindung an vorhandene IT-Systeme. Dabei ist die komplette Datenübertragung der Teilnehmer durch eine TLS 1.2-Verschlüsselung (Transpot Layer Security) geschützt. Weil nur sie die Verbindung zu anderen Teilnehmern initiieren können, erfüllt die Lösung zwei grundlegende Sicherheitsaspekte. Sogar die Webapplikation zur Parametrierung der Proficloud wird via HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Security) an die Anwender übermittelt und folglich vor unerwünschten Zugriffen abgesichert. Selbstverständlich kann der Anwender weitere Security-Maßnahmen installieren, sodass die Applikation noch umfassender vor Cyberattacken geschützt ist. Trotz der beschriebenen Sicherheitskonzepte erweist sich die Proficloud als einfach in der Handhabung sowie Firewall-freundlich, da der standardmäßige Internet-Port 443 für den Datenaustausch eingesetzt wird.

Umfassende Offenheit

Die Verwendung von Open-Source-Software ist für eine Offenheit in allen Bereichen eine Voraussetzung, die im Rahmen der Entwicklung konsequent verfolgt wird. Aber warum wird in einer kommerziellen Lösung Open Source genutzt? Open-Source-Systeme sind unabhängig vom jeweiligen Anbieter und führen daher nicht zu einem weiteren ‚Vendor Lock-in‘. Ferner fördern sie die Innovation im gesamten Unternehmen und sparen in vielen Fällen Zeit und Geld. Die Vorteile der Zusammenarbeit in den Open-Source-Communities sowie von agilen Entwicklungsmethoden eignen sich darüber hinaus bestens für die Konzipierung cloudbasierter Lösungen. Die durch die Proficloud umsetzbare Individualisierung von Lösungen vereinfacht die Realisierung von Innovationen durch den Anwender. Deshalb können seine Lösungen mit den sich wandelnden Business-Anforderungen Schritt halten. Aufgrund der zur Verfügung gestellten offenen APIs (Application Programming Interface) lassen sie sich durch den Entwickler je nach Bedarf anpassen und – einmal heruntergeladen – beliebig verändern: Der Code kann entfernt, hinzugefügt oder adaptiert werden. Die Erweiterungen einer Open-Source-Plattform erweisen sich zudem nicht nur als einfacher, sondern sind ebenfalls stabiler.

Schnelle Ergebnisse

Das Zusammenspiel von Open-Source-Software (OSS) und agilen Entwicklungsmethoden ist ferner ein Garant dafür, dass Projektideen schnell in ersten Prototypen resultieren, welche die Grundlage für Diskussionen und Tests bieten. Die Anwender müssen also nicht mehr lange warten, bis erste Versionen zum Prüfen vorliegen, sondern können nach wenigen Tagen vorläufige Ergebnisse begutachten und mit den Stakeholdern besprechen. Daher überrascht es nicht, dass Startups, Services und Anwendungen stets auf Open Source setzen. Deren Flexibilität und Innovationskraft sorgt auch in der Proficloud für den Erfolg der kundenspezifischen Anwendungen. Als offenes Cloudsystem vermeidet diese somit die Abhängigkeit von einem Hersteller. Folglich lassen sich cloudübergreifende Lösungen entwerfen, die für die individuellen Anforderungen eines Unternehmens erstellt worden sind.

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