Die digitale Transformation meistern

Maschinen- und Anlagendaten zur Analyse in die Wago-Cloud senden

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Die Digitalisierung bietet der Industrie eine große Chance, die Zukunft erfolgreich zu gestalten. Doch die digitale Transformation bringt auch Herausforderungen mit sich: Vernetzung, Analytik, Produktivitätssteigerung und neue Geschäftsmodelle sind Themen, denen sich die Unternehmen stellen müssen. Wago bietet dazu eine offene Automatisierungsplattform, die auf offenen Standards basiert. Rainer Schmutte, Leiter Vertrieb Automation Deutschland, erklärt das zugrunde liegende Konzept.

Das Interview führte Andreas Gees, stv. Chefredakteur elektro AUTOMATION

elektro AUTOMATION: Herr Schmutte, Wago ist einer der ersten Anbieter, der Linux auf seinen Controllern einsetzt. Was sind die Gründe für die Einführung?

Rainer Schmutte (Wago): Wir unterstützen alle gängigen Feldbussysteme im Bereich Factory- und Gebäudeautomation sowie Energie- oder Prozesstechnik einschließlich der Subsysteme. Aber Offenheit betrifft nicht nur die Hardware, sondern auch das Engineering. Mit Linux ermöglichen wir es den Anwendern, von der Offenheit dieses Ökosystems zu profitieren. Als wir vor Jahren auf Linux gesetzt haben, war die Offenheit des Systems für die Entscheidung ausschlaggebend. Vielleicht waren wir mit der Hochsprachen-Programmierung der Zeit voraus, heute zeigt sich jedoch, dass der Schritt äußerst sinnvoll war. In Zukunft wird die Zahl der Hochsprachen-Programmierer im Produktionsumfeld weiter zunehmen, und Linux ist ideal für die Anforderungen der Automatisierung geeignet. Das betrifft nicht nur die klassische Maschine, sondern erschließt auch viele weitere Märkte.

elektro AUTOMATION: Linux bietet sehr viele Möglichkeiten bei der Programmierung und bei Laufzeitsystemen. Erklären Sie uns die Docker-Technologie und welche Vorteile der Betrieb von Apps in einzelnen Containern bietet?

Schmutte: Docker ist eine Open-Source-Software zur Isolierung von Anwendungen mit Container-Virtualisierung. Der Einsatz von Docker-Containern in Embedded-Geräten bietet unseren Kunden die Möglichkeit, gerade im Engineering-Prozess bzw. in einer frühen Phase ihre Projekte zu testen und in Betrieb zu nehmen, um letztendlich entscheiden zu können, ob die Funktionalität des Containers die Anforderungen der Applikation erfüllt. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die verfügbaren Ressourcen des Controllers zu nutzen. So kann schon im Engineering-Prozess geprüft werden, welche Ressourcen die Anforderungen der Applikation erfüllen. Gerade im Entwicklungsprozess einer Serienmaschine lässt sich diese Möglichkeit sehr gut nutzen. Die Wago Controller PFC200 der 2. Generation unterstützen die Docker-Technik, ihr Vorteil liegt darin, sehr effiziente Lösungen zu schaffen.

elektro AUTOMATION: ‚Automation meets IT‘ wird Realität. Das gilt für neue Projekte ebenso wie für die große Zahl bestehender Installationen, die von Industrie 4.0 und IoT profitieren können. Wo sehen Sie den Bedarf für IoT- und Industrie-4.0-Lösungen, etwa beim mittelständischen Maschinenbau?

Schmutte: Industrie 4.0 ist längst nicht bei jedem Maschinenbauer angekommen. Die MES-Anbieter gehen zurzeit davon aus, dass mehr als 60 % aller Maschinen in Deutschland nicht digitalisiert sind. Wer mit der Datenerfassung an Maschinen und Anlagen beginnen möchte, kann dazu die Technik von Wago nutzen. Wir bieten mit der Wago IoT-Box eine vorkonfigurierte Datenerfassungslösung bestehend aus Optokopplern, IO-Modulen und einem Controller. Wenn wir über ‚Automation meets IT‘ sprechen, meinen wir zuerst die Nachrüstung von IoT-Lösungen an der Maschine. Der Maschinenbauer selbst ist an einer solchen Lösung interessiert. Er kann so Prozesssteuerung und Datenerfassung voneinander trennen. Das ist deshalb wichtig, weil der Standard-Steuerungsprozess nicht beeinträchtigt werden darf. Um sich dem Thema anzunähern, um beispielsweise mit vorbeugender Wartung Geld zu verdienen, muss der Maschinenhersteller Daten erfassen. Mit unseren Lösungen ist es möglich, diese Aufgabe einfach und schnell zu lösen. Auch für den Endanwender können sich neue Geschäftsmodelle ergeben. Das Nachrüsten der Hardware stellt einen effizienten Weg dar. Unser Controller bietet die Option, über einen zentralen Punkt alle Daten zu erfassen und für die Cloud bereitzustellen.

elektro AUTOMATION: Wago hat nun eine eigene Cloud-Lösung eingerichtet, die sich für die Automatisierung bei neuen Projekten eignet, aber besonders interessant für bestehende Anlagen ist. Was war der Grund, eine eigene Cloud-Lösung anzubieten? Was sind die Zielgruppen?

Schmutte: Mit der Wago-Cloud geben wir dem Kunden zuerst die Möglichkeit, die Daten aus unseren Geräten zu erfassen. Für sein Asset-Management kann er außerdem auch Daten aus der Steuerung einsammeln, um zu erkennen, in welchem Status sie sich befindet oder welche Firmware installiert ist. Enthalten ist hier auch eine Alarmfunktion. Die Lösung selbst lässt sich mit jedem Provider umsetzen. Mit der Wago-Cloud bieten wir sozusagen ein bezugsfertiges Haus, das man jederzeit ausbauen kann. Mit der Grundfunktionalität ermöglichen wir es unseren Kunden, auf einfache Weise in das Thema einzusteigen.

elektro AUTOMATION: Industrie 4.0 ist nicht nur ein Thema von Elektro-Konstrukteuren, sondern von Geschäftsführern, von Betriebsleitern oder von IT-Kollegen.

Schmutte: Mit der Wago IoT-Box liefern wir die Basis-Hardware, die mit Magnetfüßen direkt an einer Maschine befestigt werden kann. Sie lässt sich einfach nachrüsten und gibt nach kurzer Parametrierung die Signale direkt aus der Maschine in ein beliebiges Cloud-System. Für die Wago-Cloud ist der Prozess optimiert. Wir gehen fest davon aus, dass wir zukünftig auch die Kommunikation zwischen mehreren Cloud-Systemen häufiger unterstützen müssen. Die Geschäftsmodelle der Zukunft werden es erfordern, die Daten aus verschiedenen Quellen zu kombinieren und auszuwerten. Dazu bieten wir die Basislösung, mit der kommende Analytics-Aufgaben effizient gelöst werden. Wago unterstützt die sogenannte Rest-Schnittstelle, die ITler in die Lage versetzt, Daten aus einer Cloud in eine andere zu übertragen. Hier werden Start-Ups entstehen, die fern vom eigentlichen Prozess Daten auswerten. Denen eröffnen wir mit der Wago-Cloud einen Weg. Hier lässt sich ‚Automation meets IT‘ erkennen.

elektro AUTOMATION: Über das Wago-I/O-System 750 und den Controller PFC200 G2 lassen sich beliebige Informationen aus den Prozessen, Maschinen und Anlagen gewinnen, die in der Cloud ausgewertet werden können. Wie ist die Connectivity zur Cloud realisiert?

Schmutte: MQTT hat sich etabliert. Als Protokoll eignet es sich für die Steuerungstechnik und für Edge-Devices. In der Wago-Steuerung ist dieses Protokoll bereits in der Firmware integriert. Die Kommunikation wird über die integrierte Webseite konfiguriert. Dabei kann es sich um eine Wago-, eine Azure-, eine IBM- oder eine SAP-Cloud oder um jeden anderen offenen Broker handeln. Da wir bestrebt sind, auch hier Offenheit zu bieten, unterstützen wir diese zweispurige Lösung, einmal zur Wago-Cloud und einmal mittels Cloud-Connectivity zu anderen Systemen. Hier werden sich weitere Verbindungen am Markt etablieren, die wir dann Zug um Zug erweitern.

elektro AUTOMATION: OPC UA gilt als Standard. Weshalb unterstützen Sie die Initiative um OPC UA TSN?

Schmutte: Wir haben während der SPS in Nürnberg an einem Demonstrator gezeigt, dass wir per TSN kommunizieren können und über die notwendige Kompetenz verfügen. Auch dieser Ansatz unterstützt die Offenheit. Es ist kaum vorstellbar, klassische Feldbusse komplett zu ersetzen, es wird vielmehr eine sinnvolle Ergänzung resultieren. Selbst die großen Feldbus-Organisationen haben beschlossen, den Ansatz zu unterstützen. OPC UA ist in unseren Controllern bereits fest integriert, bei TSN gibt es bisher kaum fertige Produkte. Aber das Engagement der Unternehmen macht deutlich, dass hier eine bedeutende Lösung für die Zukunft erwartet wird.

elektro AUTOMATION: Die Docker-Technik erlaubt den Betrieb verschiedener Apps wie OPC UA Client und Server, MQTT als Datenbroker, wie erfolgt die Lizensierung, wo bekommt der Anwender die einzelnen Apps? Gibt es ein Abrechnungskonzept? Können auch Anwender eigene Software-Entwicklungen beisteuern?

Schmutte: Wir werden als Steuerungsanbieter keine fertigen Lösungen für Maschinen & Anlagen anbieten, aber Tools auf einer Plattform bereitstellen, mit denen der Anwender die Kommunikation, Alarmierungen oder Visulisierungen erstellen kann. Es wird eine Plattform sein, die unserer Idee von Offenheit entspricht. MQTT-Broker für Linux sind schon jetzt frei verfügbar.

elektro AUTOMATION: „openandeasy“ ist der Titel des Anwenderworkshops während des Automatisierungstreffs in Böblingen. e!Cockpit ist das bewährte Tool für die Programmierung von Controllern nach IEC 61131. Welche Möglichkeiten zur Hochsprachen-Programmierung bietet die Linux-Plattform darüber hinaus?

Schmutte: Aufgrund der Linux-Plattform haben wir beide Möglichkeiten. Der SPS-Spezialist programmiert in der IEC-Umgebung mittels Funktionsplan oder im Strukturierten Text mit den dort definierten Sprachen. Zusätzlich kommen Visual Studio, C++, Node-Red, php oder Python zum Einsatz. Es laufen Kundenprojekte, wo schon heute beide Ansätze erfolgreich kombiniert werden. Während der eigentliche Steuerungsprozess in IEC programmiert wird, wird die Kommunikation zu einer Kamera zur Qualitätssicherung beispielsweise in C++ programmiert. Das bietet den Vorteil, die Kompetenz der Programmierer optimal zu nutzen und reduziert den Aufwand gerade bei komplexen Aufgaben. Dieser kollaborative Ansatz wird sich weiter durchsetzen und auch für die Maschinenentwicklung an Bedeutung gewinnen. Auch die Hochschulabgänger verfügen heute über deutlich mehr Hochsprachen-Know-how. Die Administration der Geräte kann dann zukünftig vermehrt den IT-Abteilungen im Unternehmen überlassen werden, die sich um die Netzwerkverbindung oder die Inbetriebnahme kümmern.

elektro AUTOMATION: Wie erfolgt die Visualisierung der Prozesse und Ergebnisse? Welche Tools können weiterhin eingesetzt werden?

Schmutte: Mit unserem IEC-Engineering e!Cockpit lassen sich Visualisierungen erstellen, die im Gerät als HMTL5-Webseite mit jedem Endgerät aufgerufen werden können. Für Docker sind verschiedene Tools verfügbar, wie Grafana, das in einem Container läuft und Visualisierungen erstellt. Grundsätzlich kann jeder Ingenieur Visualisierungen auch direkt in HMTL5 programmieren. Auch hier resultiert letztendlich eine Arbeitsteilung. Während Ingenieure den eigentlichen Prozess visualisieren, visualisieren andere Kollegen komplexe Auswertungen oder Serviceansichten. So werden zukünftig auch Grafiker oder Marketing-Experten vermehrt eigene Visualisierungen erstellen und damit den Kreis der Personen erweitern. Auch deshalb ist es wichtig, auf offene Standards zu setzen.

elektro AUTOMATION: Ein aktueller Trend besteht darin, im sogenannten
Edge-Device eine Datenvorverarbeitung bzw. -auswertung durchzuführen. Wie bewerten Sie diesen Trend?

Schmutte: Auch unser PFC200 G2 ist ein Edge-Device, die Herausforderung besteht darin, die Anwendung auf seine Leistung zu skalieren. Wir haben beispielsweise eine Datenbank implementiert, sowohl direkt auf dem Gerät als auch in einem Docker. Neue Geschäftsmodelle werden es erforderlich machen, eine wachsende Menge an Daten zu erfassen und auszuwerten. Möchte ich Prozesse steuern, ist das realistisch nur vor Ort möglich. Da die Echtzeitfähigkeit über die Cloud kaum gewährleistet ist, gehört dem Edge-Computing die Zukunft. Die Anforderungen werden wachsen, daher werden auch bei Wago leistungsfähigere Geräte folgen, wobei wir den großen Vorteil bieten, dass die Anbindung von IOs bereits vorhanden ist. Sobald wir mit 5G dann interne industrietaugliche Netzwerke realisieren können, werden wir mit der direkten Kommunikation zur Cloud der Digitalisierung einen großen Schritt näher kommen.

www.wago.com

Details zur Docker-Technik

http://hier.pro/7UiNR

Automatisierungstreff Böblingen 2019


Rainer Schmutte, Leiter Vertrieb Automation Deutschland
Bild: Wago

„Die Controller PFC200 der 2. Generation unterstützen die Docker-Technik, ihr Vorteil liegt darin, sehr effiziente Lösungen zu schaffen.“


PLUS

Veranstaltung

Zum Thema „openandeasy“ veranstaltet Wago am 19.2.2019 im Rahmen des Böblinger Automatisierungstreffs einen Anwenderworkshop. Themen sind der Einsatz des Controllers PFC 200 G2 und die Nutzung der Docker-Technik, die Programmierung mittels C++ ud Python sowie die Visualisierung mittels PHP. Zielgruppe ist die wachsende Zahl von Hochsprachen-Programmierern. Die Veranstaltung soll zeigen, wie sich SPS-Kompetenz mit den Möglichkeiten der Hochsprachen-Programmierung verknüpfen kann. Nach der Einführung am Vormittag ist ein Hands-on am Nachmittag geplant.

Anmeldung unter:

www.automatisierungstreff.com/wago

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