Das industrielle Internet der Dinge bildet die Datengrundlage der vernetzten Fertigung. Es verbindet Sensoren, Maschinen, Steuerungen und übergeordnete Systeme über einheitliche Protokolle und schafft damit erst die Voraussetzung für Auswertung und Optimierung.
Der Aufbau
Geräteebene
Sensoren und Aktoren bilden die Schnittstelle zur Anlage. Geräte mit eigener Recheneinheit können vor Ort filtern, verdichten und Protokolle umsetzen.
Gateway-Ebene
Industrielle Gateways fassen die Daten mehrerer Geräte zusammen, übersetzen zwischen Protokollen und puffern lokal. Sie bilden den Übergang zwischen der Anlagentechnik und der Informationstechnik.
Plattformebene
Hier werden Daten aufgenommen, gespeichert, verarbeitet und dargestellt, je nach Anforderung im eigenen Rechenzentrum oder in der Cloud.
Anwendungsebene
Darauf setzen die eigentlichen Anwendungen auf: Anlagenüberwachung, vorausschauende Instandhaltung, Energiemanagement und Produktionsoptimierung.
Die maßgeblichen Protokolle
MQTT
Ein schlankes Verfahren nach dem Veröffentlichen-und-Abonnieren-Prinzip. Der geringe Überbau und die abgestuften Zustellgarantien machen es für die Übertragung von Sensordaten attraktiv, gerade bei schmaler Bandbreite.
OPC UA
Bietet einen sicheren, plattformunabhängigen Rahmen für den industriellen Datenaustausch. Transport, Informationsmodell und Sicherheit sind in einem Standard zusammengefasst. In der Fertigung ist es weit verbreitet.
AMQP
Für Nachrichtenverkehr mit garantierter Zustellung, geeignet dort, wo Daten geschäftskritisch zwischen Anlagen- und Unternehmenssystemen fließen.
Schnittstellen über HTTP
Für die Anbindung von Weboberflächen, Auswertungen und Berichten geeignet, nicht jedoch für zeitkritische Steuerungsaufgaben.
Sicherheit von Anfang an
Vernetzung vergrößert die Angriffsfläche. Wirksam ist nur ein abgestuftes Vorgehen: Netzsegmentierung, verschlüsselte Verbindungen, Authentifizierung der Geräte, geregelte Aktualisierung der Firmware und Überwachung des Datenverkehrs. Die Normenreihe IEC 62443 gibt dafür den Rahmen; für viele Betriebe kommen die Pflichten aus der NIS-2-Richtlinie hinzu.
Sicherheit nachträglich aufzusetzen ist deutlich aufwendiger, als sie von Beginn an mitzuplanen.
Mit den Datenmengen umgehen
IIoT-Systeme erzeugen sehr große Datenmengen. Bewährt hat sich: nahe an der Quelle filtern, Messreihen in dafür ausgelegten Zeitreihendatenbanken ablegen, langfristige Auswertungen getrennt halten und festlegen, wer welche Daten wie lange aufbewahrt.
Ein realistischer Einstieg
Beginnen Sie mit einem Anwendungsfall, dessen Nutzen sich messen lässt. Rüsten Sie eine Linie oder eine kritische Anlage aus, setzen Sie eine überschaubare Plattform auf und bauen Sie eine Auswertung, die den Nutzen sichtbar macht. Dieser erste Schritt trägt die Entscheidung über alles Weitere.
Die Kurse von ED WARTENS Deutschland behandeln den Weg von der Sensorauswahl über die Protokollkonfiguration bis zur Auswertung.