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Wago entwickelt seine Systeme „made for TSN“

Wago entwickelt seine Systeme „made for TSN“
„Offenheit liegt in unserer DNA“

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Die industrielle Produktion ist im Wandel. Die Digitalisierung bietet den Unternehmen dabei große Chancen, die Zukunft zu gestalten. Vernetzung, Analytik, Produktivitätssteigerung und neue Geschäftsmodelle sind die Themen, denen sich die Unternehmen stellen müssen. Wago bietet dazu eine offene Automatisierungsplattform, die auf Standards basiert. Marco Henkel und Thomas Hüttemeier, Doppelspitze der Business Unit Automation bei Wago in Minden, erklären die Unternehmensphilosophie und erläutern, weshalb sich das Unternehmen bei OPC UA TSN engagiert.

Interview: Andreas Gees, stv. Chefredakteur digital AUTOMATION

digital AUTOMATION: Die industrielle Produktion befindet sich im Wandel, was sind die aktuellen Trends?

Marco Henkel (Wago): Der Automationsgrad nimmt weiter zu; die Produktion wird intelligenter und die Fabrik so smarter. Dem Maschinenbauer beispielsweise kommt deshalb zunehmend die Aufgabe zu, dem Endanwender eine optimale Unterstützung bei der Nutzung seiner Daten zu bieten. Technisch ist daher eine optimale Konnektivität zum Prozess notwendig, um die gewonnen Daten so aufzubereiten, dass sie sich einfach analysieren und nutzen lassen.

Bis heute werden zwar viele Daten generiert, jedoch kaum genutzt. Wir kommen aber an einen Punkt, an dem wir diese Daten nutzen können, um damit die Produktion effizienter zu gestalten oder individualisierte Produkte zu fertigen. Wir sehen für uns die Aufgabe, mit unseren Lösungen standardisierte Schnittstellen zu unterstützen, um diese Daten gewinnen und intelligent auswerten zu können.

digital AUTOMATION: Wago liefert mit dem IO-System 750 sowie IP67-Komponenten, Feldbuskopplern, Hutschienen-Controllern und IPCs Geräte für die Fabrikautomation. Wie positioniert sich das Unternehmen im Markt der Automatisierung?

Thomas Hüttemeier (Wago): Wir betrachten uns als Automatisierungsanbieter mit einer offenen Plattform. Bei uns ist man an kein proprietäres Ökosystem gebunden. Wir unterstützen alle relevanten Schnittstellen, und unabhängig davon, welche Projekte der Kunde realisieren will, sind wir auch beim Betriebssystem offen.

Wir haben schon 2006 das Potenzial von Linux erkannt und Produkte damit angeboten. Mit unserer offenen Plattform schaffen wir die Voraussetzung für die individuelle Automatisierung. Mit Docker haben wir zudem eine Virtualisierungslösung auf unseren Steuerungen und Touch-Panels integriert: egal, welche Software der Kunde nutzt, über Docker kann er eigene aber auch fertige Funktionen integrieren. GitHub als Softwareplattform für Entwicklungsprojekte, ist dazu eine ideale Quelle. Offenheit liegt einfach in unserer DNA.

Henkel: Da wir auch bei den Feldbusprotokollen offen sind, können wir unseren Kunden maximale Flexibilität bei der Auswahl von Kommunikationslösungen bieten. Zudem haben wir mit Codesys auf eine offene Steuerungsplattform gesetzt. Wenn wir heute darüber hinaus über Cloud-Anwendungen reden, gehören zu unseren Gesprächspartnern neben den Automatisierern auch IT-Spezialisten. Kommt das Thema ‚Automation meets IT‘ auf, bieten wir mit Linux und Docker die Basis, mit der beide bestens zurechtkommen.

digital AUTOMATION: Mit dem IO-System 750 Advanced hat Wago zur letzten SPS ein neues System vorgestellt.

Henkel: Das IO-System 750 hat sich bewährt und bietet heute eine große Zahl spezifischer IO-Module für die verschiedensten Applikationen. Vor dem Hintergrund wachsender Anforderungen des modernen Maschinen- und Anlagenbaus haben wir beschlossen, das System zu erweitern. Auch das Advanced-System arbeitet mit einem PFC200 als Controller, der auch auf Linux fußt und Docker nutzen kann. Das System beherrscht die bei TSN auftretenden Datenmengen. An der Programmierung sowie der eigentlichen Kommunikation ändert sich mit Advanced nichts. Ziel der Entwicklung war, die hohen Echtzeitanforderungen bezüglich Synchronität, Latenz und Jitter zu erfüllen. Advanced ist ‚made for TSN‘.

Die Entwicklung haben wir auf OPC UA TSN ausgerichtet. Sind die Serien-Chips verfügbar, kommen sie zum Einsatz. Sobald die FLC-Arbeitsgruppe das endgültige Protokoll formuliert hat, fließt es mit ein. Ziel war nicht, ein bestehendes System abzulösen, wir bedienen vielmehr Applikationen, die eine andere Technologie erfordern. Mit dem IO-System Field haben wir zeitgleich ein IP67-System auf den Markt gebracht, dass ebenfalls auf den modernen Maschinen- und Anlagenbau zielt und auch für TSN und OPC UA vorbereitet ist, wenngleich auch hier im ersten Schritt Profinet, Ethercat und Ethernet/IP verfügbar sind.

digital AUTOMATION: Wago bietet eine Cloud-Lösung für die Automatisierung an. Was war der Grund für die Einführung?

Hüttemeier: Wir gehen davon aus, dass die Cloud quasi als eine Art ‚zukünftiges Betriebssystem‘ zunehmend akzeptiert wird. Wir setzen mit unserer Cloud-Lösung auf Azure von Microsoft auf. Damit steht ein mächtiger Baukasten zur Verfügung, den der Kunde nutzen kann. Ein Vorteil unserer Lösung ist, dass die sichere Konnektivität zur Cloud bereits in die Wago-Controller integriert ist und in den Geräten betriebsbereit zur Verfügung steht.

Mit unserer Cloud-Lösung bieten wir darüber hinaus vorgefertigte Applikationen, aus denen der Kunde eine individuelle Lösung aufbauen kann, zu der wir prinzipiell eine Bauanleitung liefern. Unser Ziel ist es gewesen, einen Mehrwert zu schaffen. Dieser Mehrwert besteht darin, aus den Daten Informationen zu gewinnen, Daten zu sammeln, zu analysieren und die Erkenntnisse in den Prozess zurückzuspielen. Da das aber nur mit dem Domänenwissen des Kunden möglich ist, haben wir gerade ein Projekt gestartet, in dem wir mittels Analytics versuchen, gemeinsam mit dem Anwender seine Daten zu analysieren und Erkenntnisse zur Prozessoptimierung zu gewinnen.

digital AUTOMATION: Anwender sind verunsichert. Mit der Zahl der Automatisierer im Markt wächst auch die Zahl der Cloud-Lösungen. Wie sollen sie sich entscheiden?

Henkel: Die Frage beschreibt Cloud-Lösungen eher als problematisch, da geschlossene Ökosysteme impliziert werden. Wir haben da einen anderen Ansatz. Wir verbinden die dezentrale Datenerfassung mit einer zentralen Auswertung. Hat man in der Vergangenheit beispielsweise die Daten unterschiedlicher Liegenschaften eher ‚on premise‘ ausgewertet, bietet die Cloud mehr Freiheitsgrade. Wir bieten eine komfortable Lösung in Kombination mit unseren Produkten. So lässt sich ein Asset-Management realisieren oder der Zustand einer Steuerung überprüfen. Die Wago-Cloud ist aber gleichzeitig auch ein Portal über das die Daten mittels Rest-API bereitgestellt werden. Über unsere Lösung bekommt der Kunde die Konnektivität seiner Controller einschließlich Basisfunktionalitäten, über die Rest-API kann er weitere Auswertungen in anderen Umgebungen durchführen.

Hüttemeier: Mit der Basisfunktionalität der Wago-Cloud nehmen wir unseren Kunden wiederkehrende Arbeiten ab. Dazu gehören das einfache Dashboarding oder Firmware-Updates. Wir unterstützen aber auch die Forderung nach Konnektivität zu Microsoft Azure selbst, zu Amazon Web Services, IBM Cloud, SAP Cloud oder weiteren Angeboten. Während es lediglich zwei Mausklicks erfordert, um einen Controller mit der Wago-Cloud zu verbinden und einfache Funktionen zu nutzen, benötigt der Automatisierer andernfalls mehr Know-how und Zeit.

Mit der Wago-Cloud und dem Controller lassen sich viele Aufgaben einfach lösen. Für komplexe Algorithmen gibt es dann Spezialisten. Mit der Rest-API stellen wir die Daten zur Verfügung. Wir nehmen die Cloud auch als Basis für Applikationen, die kundenindividuelle Anforderungen lösen. Gemeinsam mit unserem Partner M&M-Software führen wir so individuelle Projekte durch.

digital AUTOMATION: Ein aktueller Trend besteht darin, im Edge-Device eine Datenvorverarbeitung durchzuführen. Die Controller PFC100 und PFC 200 basieren auf Linux. Welche Funktionalitäten sind verfügbar? Gibt es einen App-Store?

Hüttemeier: Linux als Betriebssystem ist die Basis für unsere offene Plattform. Diese Technologie haben wir auch in das neue IO-System Advanced integriert. Für Steuerungsprogrammierer der IEC61131 bieten wir unsere Codesys-basierende Engineering-Lösung e!Cockpit an, deren Laufzeitsystem als Linux-Prozess integriert ist. Über Docker lassen sich jegliche Funktionen einfachst installieren. Auf GitHub findet man im Wago-Account viele Anregungen zur Erweiterung der Funktionalitäten, es können beispielsweise Node-RED oder Grafana als Visualisierungstool oder InfluxDB als Datenbank installiert werden.

Im Gegensatz zum App-Store-Konzept folgen wir auch hier der Vision einer offenen Plattform. GitHub als offene Plattform bietet viele Chancen. Selbstverständlich muss die frei zugängliche Software für den Einzelfall geprüft werden. GitHub ist jedoch eine kompetente Plattform, an der weltweit viele kreative Menschen mitarbeiten. Wenn es also nur um die Datenvorverarbeitung und -auswertung geht, sind unsere PFC100- und PFC200-Controller sowie die Touch Panels längst als Edge-Devices akzeptiert.

digital AUTOMATION: Sie unterstützen MQTT und OPC UA. OPC beinhaltet bereits Cyber Security, MQTT nicht.

Henkel: Beides ist serienmäßig integriert. MQTT kommt nativ zum Einsatz, OPC UA muss aktuell noch über e!Cockpit eingebunden werden. Wir sind allerdings gerade dabei, auch das nativ in unsere Geräte zu implementieren, sodass auch mit Programmiersprachen abseits der IEC61131-3 diese wichtige Schnittstelle genutzt werden kann. Security ist ein wesentlicher und integraler Bestandteil von OPC UA. Bei MQTT kommt bei unseren Steuerungen die VPN-Technik zum Einsatz.

digital AUTOMATION: OPC UA mit TSN gilt als Kommunikationsstandard der Zukunft. Welche Erwartungen haben Sie?

Hüttemeier: In die Weiterentwicklung von OPC UA über TSN ist heute eine wachsende Zahl von Unternehmen eingebunden. Ziel ist es, einen Standard zu definieren, der letztendlich in der Lage wäre, alle bisherigen Systeme und Protokolle abzulösen. Dass es zukünftig nur noch diesen einen Standard geben wird, daran glauben auch wir nicht. Es ist jedoch eine Vision, von deren Realisierung alle profitieren können. Wir richten unser Produktprogramm an diesem Standard aus und konzentrieren unsere Entwicklungstätigkeit darauf.

Henkel: OPC UA mit TSN gilt nicht nur als Standard der Zukunft. Die Chance für einen einheitlichen und offenen Standard war noch nie so groß wie jetzt. Deshalb engagieren wir uns bei diesem Thema.

digital AUTOMATION: Die Arbeit am ‚TSN Profile for Industrial Automation‘ zeigt, dass es auch zukünftig nicht das eine Protokoll geben wird, wie sieht die Kommunikation der Zukunft aus?

Henkel: Auch die große Zahl von Brownfield-Applikationen muss einbezogen werden. In den installierten Anlagen kommen verschiedene Feldbusse, Ethernetprotokolle sowie Steuerungen aus unterschiedlichen Generationen von diversen Herstellern zum Einsatz. Auch diese Standards, die zukünftig in TSN-Netzwerke integriert werden müssen, werden wir weiterhin unterstützen.

Die Unternehmen, die eine große installierte Basis haben, – sprich unsere Kunden – müssen diese weiterhin pflegen. Wir gehen davon aus, dass sich der Markt mittelfristig in Richtung OPC UA over TSN entwickelt. In der OPC Foundation arbeiten wir daran mit, nur so können wir sicherstellen, dass auch unsere Systeme zukunftssicher sind. Auch beim VDMA hat man sich des Themas angenommen, um sicherzustellen, dass die Interessen der Kunden berücksichtigt werden.

digital AUTOMATION: Für diese Aufgaben sind Engineering-Tools und Bibliotheken erforderlich.

Hüttemeier: Das Engineering der Zukunft wird modular sein. Neben konfigurierbaren Produkten und Lösungen, die ohne besondere Konfigurationswerkzeuge funktionieren und für einen breiten Anwenderkreis die einfache Nutzung in den Vordergrund stellen, werden wir viele Anwender haben, die weiterhin programmieren möchten. Die benötigen ein hochfunktionales Werkzeug, mit dem sich auch komplexe Aufgaben erledigen lassen, wie unser e!Cockpit. Damit ist es selbstverständlich möglich, mit verschiedenen Bibliotheken zu arbeiten. IEC 61131- sowie Hochsprachen-Programmierung kombiniert mit Methoden der künstlichen Intelligenz werden es den Anwendern zukünftig erleichtern, auch komplexe Projekte auf die Produktionsanlagen zu bringen.

digital AUTOMATION: Alternativ sind Engineering-Tools direkt in der Steuerung denkbar.

Henkel: Unser Engineering-Tool ist derzeit Windows-basiert. Wir haben allerdings Applikationen wie das Energiedaten- oder das Lichtmanagement, bei denen der Webserver auf der Steuerung vorkonfiguriert ist. Die Parametrierung ist dann ohne separates Tooling möglich, und es muss keine Software installiert werden. Viele Lösungen – beispielsweise auch für die Raumautomation oder das Asset-Management – können so ohne eigenen Engineeringaufwand erstellt werden. Sonderaufgaben erfordert dann e!Cockpit, dessen immenser Funktionsumfang nicht mit dem Engineering auf einer Steuerung vergleichbar ist. Diese Kombination ist unglaublich erfolgreich.

digital AUTOMATION: Welche Bedeutung messen Sie Technologien wie 5G aber auch dem industriellen WLAN zu?

Henkel: Es wird sicher einige Bereiche geben, wo Wireless einen Benefit darstellt. 5G ist für uns ein Transportmedium wie TSN. Übertragungen erfolgen per LWL, Kupfer oder Wirelss. OPC UA TSN wird dagegen die Automatisierung maßgeblich verändern, da sehen wir enormes Potenzial. Mit Bluetooth oder IO-Link-Wireless werden sich Technologien dort durchsetzen, wo der Kunde einen Nutzen hat.

Hüttemeier: Das Single Pair Ethernet (SPE) sehen wir ebenfalls als ein bedeutendes Thema. Die Technik löst viele Probleme der Kunden. Schaut man in die Gebäude und Anlagen, so sinkt der Verkabelungsaufwand erheblich und es entsteht eine sehr kostengünstige Kommunikation. SPE hat das Potenzial, die Automatisierung entscheidend zu beeinflussen und ältere Zweidrahtsysteme abzulösen.

Weitere Informationen über Wago-Analytics


Kontakt:

WAGO Kontakttechnik GmbH& Co. KG
Hansastraße 27
52423 Minden
Tel.: +49 571 887 – 0
E-Mail: info.de@wago.com
Website: www.wago.com

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