Endress+Hauser: Edge Management und Connectivity

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 auf unterschiedlichen industriellen Controllern und Edge-Geräten, insbesondere von WAGO und Endress+Hauser.

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 beispielsweise mit dem WAGO PFC 200 2G eine sehr flexible Hardwareplattform. Bereits in der Kopfstation befinden sich die Anschlüsse für Ethernetbasierte 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. 

Die Controller und Edge-Geräte mussten um zusätzliche Software ergänzt werden, damit sie sich nahtlos in die Systemarchitektur von NNI integrieren. 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 SPS-Runtime 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.

In weiteren Schritten wurden Möglichkeiten für eine sichere Fernwartung aus der Cloud geschaffen sowie ein automatisches Firmwareupdate aus der Cloud umgesetzt. Damit können insbesondere Sicherheitsupdates unkompliziert ausgerollt werden.

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

• Type Script, Angular, nodejs, C++, Python, IEC 61131 (ST)
• Linux, Docker
• OPC UA, Ethernet / IP, IO Link, Modbus, HART
• Microservices
• Secure Software Development (IEC 62443)