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Edge Management und Connectivity

Lösungen, die „on the Edge“ die OT (Operation Technology bzw. Shopfloor, Feldebene) mit der IT (Business-Ebene / Cloud, Edge) verbinden, erfordern Softwarekomponenten zur Herstellung dieser Verbindungen (Konnektoren). Diese Softwarekomponenten müssen wiederum verwaltet und für spezifische Edge Devices integriert werden.

Für die IIoT-Lösung Netilion Network Insights (NNI) des Unternehmens Endress+Hauser entwickelte M&M Software diese speziellen Konnektoren sowie die Managementkomponenten für die Edge-Plattform. Darüber hinaus erfolgte eine Integration der Entwicklungen, u.a. auf der Hardware von WAGO.

Projektbeschreibung

Eine der typischen Herausforderungen bei industriellen IoT-Anwendungen besteht darin, die OT mit der IT zu verknüpfen. Die Daten der OT müssen gesammelt und für IT-Systeme handhabbar gemacht werden. Das kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.

Das Unternehmen Endress+Hauser, ein weltweit führender Anbieter von Messgeräten, Dienstleistungen und Lösungen für die industrielle Verfahrenstechnik, hat sich bei seiner Lösung Netilion Network Insights (NNI) für die Entwicklung einer individuellen offenen Edge Computing-Plattform entschieden.

Im Vordergrund stand dabei die Anbindung der Feldebene, die Anwenderunterstützung bei der Inbetriebnahme sowie dem Management von Apps auf verschiedenen Edge Computern. Dabei galt es stets zu beachten, dass sich die entstehenden Lösungsbausteine nahtlos in die Systemarchitektur integrieren lassen und darüber hinaus unterschiedliche Hardware unterstützt werden kann.

Die Datenerfassung für moderne IIoT-Anwendungen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Voraussetzung ist in jedem Fall ein Zugang zu den Geräten, die ihre Messwerte klassisch über Ströme/ Spannungen (IOs) oder einen Feldbus kommunizieren. In der Praxis ist dieser Zugang heterogen. Die Edge-Lösung muss daher unterschiedliche Feldbusse und IO-Systeme unterstützen können.

WAGO bietet dafür mit dem WAGO PFC 200 2G eine sehr flexible Hardwareplattform. Bereits in der Kopfstation befinden sich die Anschlüsse für Ethernet-basierte Feldbusse sowie eine serielle Schnittstelle für beispielsweise Modbus RTU. Die Kopfstation kann einfach um weitere IOs und Spezialmodule erweitert werden.

Die Aufgabe von M&M Software bestand darin, diese Hardware durch zusätzliche Software für die Anwendungsfälle von Endress+Hauser aufzurüsten. Der WAGO PFC musste um zusätzliche Software ergänzt werden, um als Edge-Computer zu dienen, der sich nahtlos in die Systemarchitektur von NNI integriert. Dabei sieht die NNI-Systemarchitektur vor, dass einzelne Microservices via MQTT interagieren. Deployed werden diese Microservices als Docker Container. Entsprechend mussten auf dem WAGO Controller die Voraussetzungen für das Ausführen von Docker Containern geschaffen werden. Darauf aufbauend waren Maßnahmen nötig, um die Interaktion und das Management der Container zu gewährleisten.

Der Zugang zu den IOs des WAGO Controllers erfolgt über eine SPS-Runtime. Diese SPSRuntime wurde für die Docker-basierte Architektur nutzbar gemacht. Dazu wurde ein SPS-Programm entworfen, das die IO-Module scannt und sie über eine spezielle Schnittstelle einem Docker Container anbietet. Der Docker Container dient damit als Bindeglied und stellt die Gerätedaten anderen containerisierten Applikationen zur Verfügung. Damit waren die Grundlagen für den Zugriff auf die OT aus einer containerisierten Umgebung mittels WAGO Controller geschaffen.

Nutzen für den Endkunden

Die von M&M Software entwickelte Edge-Lösung liefert für die Endress+Hauser Anwendung Netilion Network Insights (NNI) die notwendige Connectivity ins Feld. NNI stellt Betreibern von Wasserversorgungs- oder Abwasserbehandlungsanlagen die wichtigen und entscheidungsrelevanten Informationen in beinahe Echtzeit verlässlich zur Verfügung. In den räumlich oft weit verteilten Wassernetzen müssen regelmäßig vor Ort Messwerte erfasst und übertragen werden. Mit NNI werden diese Messwerte live übermittelt und sind so jederzeit exakt und annähernd verzögerungsfrei verfügbar. Damit wird die Versorgungssicherheit der oftmals kritischen Infrastruktur erhöht und die Arbeit der Betreiber nachhaltig vereinfacht.

Überblick

Branche(n): Wasser /Abwasser (Lösung), Process Automation (Kunde)
Kunde: Endress+Hauser Flow
Entwicklungsprozess: Agil

„M&M ist für uns seit vielen Jahren ein zuverlässiger und kompetenter Partner. Die Erfahrung und Kompetenz sowie die Flexibilität der Mitarbeiter haben uns geholfen, Projektanforderungen schnell und zuverlässig umzusetzen und die Markteinführung neuer, innovativer Produkte zu beschleunigen.“

Toni Jehle, Produktmanager Digital Portfolio | MPXP Digital Portfolio, Management, Endress+Hauser Flow 

Eingesetzte Technologien

  • Type Script, Angular, nodejs, IEC 61131/ Structured Text
  • Linux, Docker
  • Ethernet / IP, IO Link, Modbus, HART
  • Microservices
Volker Herbst

Group Leader Sales

Standort: St. Georgen
E-Mail: vht@mm-software.com
Tel.: +49 7724 9415-52

Dirk Stadtherr

Sales Manager

Standort: St. Georgen
E-Mail: dsr@mm-software.com
Tel.: +49 151 55334682