Beck IPC Edge Controller als Server an der Maschine

Christoph Müller, Beck IPC: »Ein Edge Device verhält sich wie ein Server und nicht wie ein PC oder eine Steuerung mit proprietärem OS.«

Edge Controller verhalten sich an Maschinen wie Server; sie steuern, kommunizieren in alle Richtungen und sorgen für Datensicherheit. Aber was machen sie mit der SPS? Christoph Müller, Business Development Manager von Beck IPC, skizziert die künftige Aufgabenverteilung.

Wie definieren Sie den Begriff Edge Controller?

Christoph Müller: Es ist schon lustig, dass dieser Begriff so populär und trotzdem nicht richtig definiert ist. Kaum jemand weiß, was er bedeutet. Die meisten Systeme, die ich als Edge Device kennengelernt habe, sind nichts anderes als eine SPS oder ein intelligentes Gateway, das auch noch mit einer Cloud (Intranet/Internet) kommuniziert. Ein solches Device sollte eigentlich zusätzliche Cyber-Security-Funktionen umfassen, wobei sich das für mich von alleine ergibt. Wer würde schon eine SPS ohne entsprechenden Schutz mit dem Internet verbinden! Die wichtigste Unterscheidung aus meiner Sicht ist aber, dass ein Edge Device sich wie ein Server und nicht wie ein PC oder eine Steuerung mit proprietärem OS verhält. Hier sollten Möglichkeiten bestehen, die Technologien, die ich im Internet nutze, auch zu installieren, etwa Datenbanken, Broker und Firewall, aber auch moderne Programmierumgebungen wie Node Red.

Welche Aufgaben werden Edge Controller in der Industrie 4.0 übernehmen?

Christoph Müller: Sie sind kognitive und kooperative Assistenten der Fertigungszellen, in denen sich die SPS rein um Steuerungsaufgaben kümmern wird. Themen wie Rezepturen, Alarm-Handling und Reporting gehören einfach nicht mehr in eine Steuerung oder ein HMI - das sind IT-Themen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist auch im Intranet das Thema IT-Security. Edge Nodes sind viel besser geeignet, diese Aufgaben in Zukunft zu lösen. Industrie 4.0 spielt sich laut Definition der Bundesregierung meist in einem geschlossenen Kommunikationsumfeld ab. Hier werden Edge Nodes gleichzeitig mit Hunderten von Produktionseinheiten wie etwa Robotern und Handling-Systemen kommunizieren und dafür sorgen, dass sie kooperativ miteinander umgehen und jedem mitteilen, was er wissen muss, und von jedem erfahren, was wichtig ist. Produktionsdaten, aber auch Maschinendaten, die zur Minimierung von Stillstandzeiten oder Rüstzeiten führen, werden auf IT-Ebene im Shopfloor bereits verarbeitet, weil so ein Edge-Node ja ganz andere Apps bereitstellen kann als eine SPS.

Und was passiert, wenn die Kommunikation über das Intranet hinausgeht?

Christoph Müller: Das Ganze ändert sich natürlich sprunghaft, wenn diese Systeme das Intranet verlassen und mit anderen Systemen im Internet kommunizieren. Dann brauche ich einen Controller, der einerseits in Echtzeit mit seinen Sensoren und Aktoren sowie untergeordneten Steuerungen kommunizieren kann, gleichzeitig aber auch in „Echtzeit“ und auch bidirektional im Internet kommuniziert, twittert, WhatsApp-Nachrichten versendet und Daten an eine AI bereitstellt. Stand heute macht das aber kaum jemand. TSN wird auf der Feldebene eine entscheidende Rolle spielen. Ob sich OPC UA auch außerhalb des Intranet durchsetzen wird, muss die Zeit zeigen. Ich sehe das eher skeptisch, weil sich Internet-Technologien nur schwer normieren lassen. Da geht Funktion vor Norm. Die vor uns liegenden Aufgaben werden in Zukunft immer häufiger von disruptiven Technologien angegangen, die wiederum nach wenigen Jahren abgelöst werden. Diese kann man aber unmöglich normieren, weil es sie ja noch nicht gibt. Unternehmen wie Apple oder Uber hätten sich bestimmt nicht von Normen aufhalten lassen.

Könnten Edge Controller die SPS irgendwann ganz ersetzen?

Christoph Müller: Ja, natürlich werden sie die SPS einmal ganz ersetzen, aber ist das dann ein Edge Controller oder nur eine SPS mit erweiterter Kommunikation, Cyber Security und Server-Funktionen? So ein „Ding“ steuert, kommuniziert lokal und kommuniziert mit der Cloud. Ganz bestimmt wird es aber Aufgaben wie Rezepturverwaltung, Alarming oder Reporting übernehmen, die heutzutage entweder in der SPS oder in einem HMI ablaufen. Auch das Thema HMI wird sich durch die Edge Controller massiv ändern, weil ich dann dort komfortable Visualisierungen auf Web-Basis laufen lassen kann und als Endgerät nur noch ein preisgünstiges, hochperformantes Browser-Panel oder ein mobiles Smart Device brauche.

Inwieweit sind Edge Controller zu harter Echtzeit fähig?

Christoph Müller: Sobald das Thema TSN Fuß gefasst hat.

Mit welchen Programmiersprachen lassen sich Edge Controller programmieren?

Christoph Müller: Beispielsweise mit Node Red oder Javascript. Die Frage ist aber viel eher, wer in Zukunft von wo aus Applikationen schreiben wird. Das Thema Crowd Sourcing und AI wird hier vieles verändern.

Welche Rolle werden die aus der SPS-Welt bekannten IEC-61131-Programmiersprachen beim Edge Computing spielen?

Christoph Müller: Hoffentlich keine mehr. Diese Programmiersprachen sind mehr als 20 Jahre alt. Ich glaube nicht, dass junge Menschen, die sich dem Thema Moderne Fertigung widmen, wirklich noch mit Strukturiertem Text programmieren wollen.