HMS Industrial Networks
Gateways als Vermittler zwischen den »Welten« im IoT-Zeitalter
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Gateways für das IoT
Gateways für die Integration ins IoT unterscheiden sich von Feldbus-Gateways im Wesentlichen durch folgende Merkmale: Konnektivität mit höheren IT-Systemen, strengere Sicherheitsmechanismen und Anbindung an die Cloud.
Die Plattform Industrie 4.0 setzt auf OPC UA (Unified Architecture) als Fundament für Datenaustausch und -integration im industriellen IoT. OPC UA ist ein industrielles Kommunikationsprotokoll, das Maschinendaten (Prozesswerte, Messwerte, Parameter usw.) nicht nur transportiert, sondern auch maschinenlesbar semantisch beschreibt. Diese semantische Ebene ermöglicht es, die Daten so anzureichern, dass andere IT-Systeme (z.B. ERP) sie verstehen und weiterverarbeiten können - Systeme, die keine Vorkenntnisse der ursprünglichen Daten haben, weil sie normalerweise von anderen Anbietern programmiert werden. Die Bezeichnung UA deutet darauf hin, dass OPC-Clients bzw. -Server betriebssystemunabhängig und folglich nicht mehr mit Windows gekoppelt sind.
Die Offenheit der Systeme im Vergleich zu den klassischen Feldbus-Gateways stellt hohe Anforderungen an das Security-Konzept. OPC UA umfasst Authentifizierung, Autorisierung, Verschlüsselung und Datenintegrität durch digitale Signaturen. Für die Authentifizierung werden X.509-Zertifikate verwendet. Es obliegt dem Anwendungsentwickler, an welchen Zertifikatsspeicher die OPC-UA-Applikation angebunden wird. Möglich ist es beispielsweise, die Public-Key-Infrastructure (PKI) eines Active Directory zu verwenden.
Weil die Daten teilweise über die Unternehmensgrenzen hinaus mit anderen Geschäftspartnern geteilt werden, ist die Anbindung ins Internet unerlässlich. Unabhängig davon, ob die Verbindung mit der Cloud drahtlos (z.B. GPRS, 3G oder LTE) oder kabelgebunden (z.B. DSL) erfolgt, sind Web-Techniken wie SOAP, Webservices und RESTful APIs auf Basis von Standards wie HTTP, JSON oder MQTT stark verbreitet. IoT-Gateways werden solche Standards zusätzlich zu den Feldbus- und Industrial-Ethernet-Protokollen unterstützen.
Klar ist: Trotz spannender neuer IoT-Techniken werden Feldbusse und Industrial-Ethernet-Netzwerke nicht aus der industriellen Landschaft verschwinden, denn die reinen Steuerungs- und Regelungsaufgaben werden nach wie vor mit SPSen und klassischen Automatisierungsgeräten erledigt. Aber das Industrie-4.0-Zeitalter ermöglicht innovative Anwendungen und Geschäftsmodelle, die nur mit speziellen Geräten und Techniken erfolgreich umgesetzt werden können. Besonders die Vernetzung mit mehreren Geschäftspartnern in Wertschöpfungsnetzwerken verlangt eine offene und sichere Kommunikationsarchitektur; OPC UA und Cloud-Techniken bilden die Basis dafür. HMS bietet schon heute eine umfangreiche Palette von Gateways zur Kopplung von Feldbus- und Industrial-Ethernet-Netzwerken. Die Erweiterung dieser Produktfamilie im Hinblick auf die Kommunikationsanforderungen von Industrie 4.0 erleichtert die Einbindung bestehender Anlagen in die Fabriken der Zukunft.
David Garcés ist Solution Architect bei HMS Industrial Networks in Karlsruhe. Daniela Hoffmann ist dort für Marketing zuständig.
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