Mittlerweile sind weltweit über 110 000 Maschinen und Anlagen über eWON-Router mit einem der global verteilten Talk2M-Server verbunden.

Mittlerweile sind weltweit über 110 000 Maschinen und Anlagen über eWON-Router mit einem der global verteilten Talk2M-Server verbunden. (Bild: HMS)

Das Industrial Internet of Things (IIoT) wird eine Kombinationen aus beidem sein: dem Zugang zum Internet und der direkten Kontrolle der physikalischen Welt, einschließlich der Maschinen, Fabriken und ihrer Infrastruktur. Beim Internet of Things in der Automatisierung geht es nicht in erster Linie darum, noch ausgeklügeltere Geräte und Maschinen zu entwickeln. Stattdessen liegt der Fokus darauf, die relevanten Informationen zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung zu stellen. Das erschließt Geräteherstellern und Anlagenbetreibern neue Geschäftsmodelle:

  • Maschinenbauer können ihre Kundendienstleistungen verbessern, indem sie die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit durch vorausschauende Wartung und Fernwartungsangebote steigern.
  • Anlagenbetreiber profitieren von einer besseren Sichtbarkeit ihrer entfernt installierten Anlagen, die insgesamt besser vernetzt sein werden. Das steigert ebenso die Produktivität.

Das Wesentliche in 20 Sekunden

Das IIoT lässt sich
schrittweise einführen.

Bestehende Fernwartungszugänge lassen sich als Gateways nutzen.

110.000 Maschinen und Anlagen hat HMS für eine Cloud-Anbindung ausgerüstet.

Es kann nicht
nur eine Cloud geben

Aber auch jene Firmen profitieren, die sich auf Software und Services spezialisiert haben. Sie können ihre Anwendungen in einem vernetzten Ökosystem mit verschiedenen Akteuren vermarkten. Denkbar ist, dass mehrere Anbieter ihre Produkte und Dienstleistungen kombinieren, um gemeinsam die Anforderungen von Industriekunden zu erfüllen. HMS ist mit der eWON-Produktfamilie einer der führenden Hersteller für industrielle Internet Router und schon seit vielen Jahren Teil dieses Ökosystems. Der Fernwartungsspezialist stellt seinen Kunden und Anwendungsentwicklern die Hard- und Software für einen einfachen Fernzugriff auf Maschinen und Anlagen zur Verfügung, zum Beispiel um Maschinendaten zu versenden.

Die fünf Stufen zu einer vollständi9gen IIoT-Anwendung.

Die fünf Stufen zu einer vollständi9gen IIoT-Anwendung. HMS/eWON

Grundlage sind Industrie-Router, die mehr Funktionalität bieten, als ein simpler IT-Router. Der eWON-Ansatz für das Industrial Internet of Things beginnt zwar mit einem industriellen Internet-Router, kann bei Bedarf allerdings um industrietaugliche Internetverbindungen und Architekturen für das Datenmanagement erweitert werden. Angelehnt an die klassische Automatisierungspyramide, gliedert sich die IIoT-Architektur in fünf Stufen.

  • Verbinden: Auf dieser Stufe liegt der Fokus auf der physikalischen Anbindung der Steuerungen von Maschinen und Industrieanlagen: Entweder mit einer SPS oder anderen Automatisierungssystemen. Die Router unterstützen Steuerungen führender Hersteller, darunter von Allen-Bradley, Siemens, Schneider, Omron, Mitsubishi, Vipa und Hitachi.
  • Zugreifen: Der Fernzugriff auf Maschinen und die Feldgeräte ist heutzutage eine Standardanforderung für Maschinenbauer. Denn nur durch vorausschauende Wartung können sie den Wartungsaufwand reduzieren und die Maschinenverfügbarkeit steigern. Ist ein Gateway mit der Maschine verbunden, kann ein sicherer Tunnel zur Maschine für Programmierung oder Fehlerbehebung hergestellt werden.
  • Überwachen: Das regelmäßige Monitoring ermöglicht es, Maschinen- und Anlagendaten online zu visualisieren. Das hilft einerseits bei der Fehlerbehebung, andererseits erhält der Anwender durch die zusammenfassende Darstellung Informationen über den Maschinenstatus und die wichtigsten Kennzahlen (Parameter). Auf Basis dieser Informationen können fundierte Entscheidungen getroffen werden.
  • Sammeln: Auf der vierten Stufe geht es um das Sammeln, Verdichten und Auswerten der Daten vieler Maschinen- oder Anlagen.
  • Integrieren: Die Stufen eins bis vier konzentrieren sich auf den Verbindungsaufbau, die Darstellung von Live-Ansichten und Echzeitdaten. Das allein reicht jedoch nicht aus. Zu einer vollständigen IIoT-Anwendung gehört die Integration in ERP-Systeme und Software auf Unternehmensebene – die fünfte Stufe.

Sichere IIoT-Cloud für Fernzugriff

Zahlreiche Maßnahmen sorgen für einen sicheren und zuverlässigen Datenaustausch zwischen Maschinen und den Cloud/Industrial Ethernet-Strukturen.

Zahlreiche Maßnahmen sorgen für einen sicheren und zuverlässigen Datenaustausch zwischen
Maschinen und den Cloud/Industrial Ethernet-Strukturen.
Maschinen und den Cloud/Industrial Ethernet-Strukturen.
Maschinen und den Cloud/Industrial Ethernet-Strukturen.
Maschinen und den Cloud/Industrial Ethernet-Strukturen. HMS/eWON

Talk2M ist mehr als nur eine Cloud für den Fernzugriff auf Maschinen im Feld. Vielmehr hat sich diese Cloud-Plattform zu einem grundlegenden Bindeglied für das IIOT entwickelt. Software-Teams profitieren von der offenen Plattform, da sie die Daten aus dem Feld gesichert erhalten. Und mithilfe der API lassen sich Anwendungen entwickeln, die aus den Daten einen Mehrwert generieren. Jedes eWON-Gateway, das mit einer Maschine verbunden ist, verbindet sich ausschließlich mit dem Talk2M-Server. Ein Authentifizierungsmechanismus stellt dabei sicher, dass jedes Gateway nur mit dem Talk2M-Server spricht, der auch denselben Schlüssel hat. Ein ähnlicher Mechanismus garantiert, dass ein Anwender nur mit seinem spezifischen Gateway kommunizieren kann.

Mittlerweile sind über 110.000 eWON-Router aus allen Teilen der Welt (156 von 196 Ländern) mit einem der global verteilten Talk2M-Server verbunden und haben insgesamt über 8 Millionen VPN-Verbindungen hergestellt. Dabei haben für HMS Security, Integrität und Zuverlässigkeit der Infrastruktur und der Kundennetzwerke oberste Priorität, ohne die Verfügbarkeit außer Acht zu lassen:

  • Die Lösung arbeitet mit ähnlichen Sicherheitsmechanismen wie das Online-Banking. Dazu gehören Strategien für eine hohe Passwortsicherheit, eine mehrstufige Authentifizierung, X.509 PKI (Public Key Infrastructure) für die Sitzungsauthentifizierung und VPN.
  • Die Router erlauben nur ausgehende Verbindungen, das heißt von vertrauenswürdigen Zonen (Anlage) in nicht vertrauenswürdige Zonen (Internet).
    Alle Verbindungen werden von den Servern aufgezeichnet und in einer Audit-Datei archiviert.
  • Um eine hohe Verfügbarkeit und Skalierbarkeit zu gewährleisten sind die Talk2M-Server weltweit an 26 Standorten installiert. Das sorgt für eine Verfügbarkeit von 99,6 % (Service Level Professional).
  • Durch aktivieren/deaktivieren des digitalen Eingangs im eWON-Router kann sich der Kunde nur bei Bedarf mit seiner Maschine verbinden. In der übrigen Zeit besteht keine Verbindung. Dies minimiert die Gefahr unbefugter Zugriffe.
  • Sind kritische Komponenten der Maschine, zum Beispiel die SPS, direkt mit dem Internet verbunden, sind sie Angriffen ausgesetzt, die die Maschinenverfügbarkeit beeinträchtigen können. Deshalb sollte der VPN-Client und die Verbindung zum Internet niemals auf der Steuerung selbst installiert sein, sondern auf einem Router, der sich via LAN mit den Maschinenkomponenten verbindet. Die Verbindung mit dem Internet erfolgt via WAN, das vom LAN der Maschinenkomponenten getrennt ist.

Das Industrial IoT ist machbar

Mit dem modular konfigurierbaren Flexy-Gateway sind entfernte Geräte einerseits auch in Umgebungen erreichbar, in denen sich die Kommunikationstechnologien ständig ändern. Andererseits ermöglicht das Gerät auch die Kommunikation mit einer großen Bandbreite von Feldgeräten unabhängig vom eingesetzten Protokoll. Dazu hat das Gateway einen OPC UA Server integriert, der die Daten aus der SPS oder anderen Automatisierungsgeräten, zusätzlich auch auf OPC UA abbildet. Für bereits installierte Geräte steht der Server als kostenloses Firmware-Upgrade zur Verfügung.

Im Vergleich zu anderen Protokollen ist die Konfiguration eines OPC UA Clients einfach. Es muss keine Zuordnung von Adressen der zu veröffentlichenden Tags definiert und bei Änderungen aktualisiert werden. OPC UA generiert eine Liste der verfügbaren Tags, aus denen der Anwender die Werte auswählt, die für ihn von Interesse sind. Das Gateway übermittelt anschließend die Parameter per http/https an die bevorzugte Cloud. Unterstützt werden IoT-Plattformen wie Emoncms, Carriots, OpenSensors, Tinamous, ThingSpeak oder Ubidots (sk).

Francis Vander Ghinst

ist Product Marketing Manager in der eWON Business Unit von HMS Industrial Networks.

Jon Jacobsen

ist Marketing Manager der eWON Business Unit von HMS Industrial Networks.

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