Data Use for Control & Visualization
15.04.2019

Automation meets IT: offen und einfach

Wenn ein Anbieter von Automatisierungstechnik für Offenheit und Einfachheit steht, dann sicher Wago. Die Technologie ist flexibel einsetzbar, bietet offene Standards, vereinfacht die Produktionsprozesse und stellt eine umfangreiche Auswahl an Produkten zur Verfügung. openautomation sprach exklusiv mit Dr. Thomas Holm, Leiter Innovation & Technology, sowie Rainer Schmutte, Leiter Vertrieb Automation bei Wago, über Trends und neue Entwicklungen.

Automation meets IT: offen und einfach (Bilder: Wago )

Bilder: Wago

„Komplexes einfach zu machen, ist keine leichte Aufgabe“, stellt Dr. T. Holm heraus. Das Unternehmen Wago gehört hier zu den Vorreitern. „Ein Erfolgskriterium ist dabei, den Kunden im Auge zu haben“, betont er weiter. „Mit dem Wissen, was der Anwender benötigt, lassen sich einfache Lösungen schaffen, die ein ausreichendes Maß an Flexibilität mitbringen.“ Zum ­Angebotsspektrum von Wago gehören Software, HMI-Geräte und Steuerungstechnik, feldbusunabhängige IO-Systeme bis hin zu Switches und Sensor-Aktorboxen.

Flexibilität und planerische Freiheit sind die wesentlichen ­Vorteile modularer und feldbusunabhängiger Geräte in der ­dezentralen Automatisierung. Wago hat in diesem Bereich ­bereits vor vielen Jahren ein Feldbussystem vorgestellt, mit dem sich Feldbusknoten nach dem Baukastenprinzip präzise an eine Anwendung anpassen lassen. „Seitdem haben wir ­dieses System kontinuierlich mit moderner Steuerungstechnik und Displays ausgebaut und weiterentwickelt“, berichtet R. Schmutte.


Rainer Schmutte, Leiter Vertrieb Automation, und Dr. Thomas Holm, Leiter Innovation & Technology bei Wago, im Gespräch mit openautomation

Rainer Schmutte, Leiter Vertrieb Automation, und Dr. Thomas Holm, Leiter Innovation & Technology bei Wago, im Gespräch mit openautomation


Mit offenen Lösungen Ideen optimal umsetzen

„Geschlossene Systeme haben bei Anwendern keinen hohen Stellenwert mehr“, ist sich R. Schmutte sicher. „Nur mit offenen Lösungen können Kunden ihre Ideen optimal umsetzen.“ Das Unternehmen unterstützt hier und baut systematisch Branchen-Know-how auf, um mit Service und Beratung punkten zu können. „Wir verstehen die Sprache der Kunden und haben damit zunehmend Erfolg“, ergänzt er dazu.

Bei kaum einem anderen Anbieter zeigt sich das Zusammenwachsen von Automatisierungstechnik und IT in dieser Konsequenz. „In der Vergangenheit haben wir uns lediglich auf die SPS-Programmierung konzentriert“, so R. Schmutte. „Zunehmend wurden die Themen Kommunikation und Connectivity immer wichtiger.“ Die Herausforderung besteht daher laut dem Vertriebsmanager darin, mit einer SPS auch die Anforderungen der IT-Welt zu erfüllen. Bei Wago gibt es dafür zum Beispiel den Controller PFC. „Der SPS-Programmierer kann damit seine Prozesse steuern und der ITler übernimmt die Datenkommunikation“, schließt R. Schmutte an. „Unsere Controller und Panels ermöglichen mit ihrer komplett offenen Linux-Plattform kollaboratives Arbeiten und dies deutlich flexibler, als es zum Beispiel eine geschlossene Plattform erlauben würde. Die Controller-Plattform ist offen für unterschiedliche Programmiervarianten und -sprachen: Neben der Programmierung nach IEC 61131-3 sind das unter anderem Pyhton, C++ oder C#. Das haben wir auch der Integration der Docker-Technologie zu verdanken.“ Ein Hauptziel für den PFC-Con­troller mit der Docker-Technologie besteht laut R. Schmutte darin, „neue Anwender zur Mitarbeit zu begeistern und zu gewinnen.“

Neben leichtgewichtigen Applikationen wie Node-Red können neuerdings auch höherwertige Algorithmen, aus dem Bereich des „unscharfen Schließens“, wie sie im Umfeld des Machine Learning bekannt sind, direkt im Controller laufen. „Hierfür haben wir uns aus der IT stammenden Technologien bedient, wie Docker“, schließt Dr. T. Holm an.

Der kollaborative Ansatz bietet nicht nur Zukunftsschutz, ­sondern ermöglicht es, dass neben den SPS-Programmierern auch Webdesigner die Visualisierung erstellen oder IT-Experten die Datenbank verknüpfen oder Programmierer Hochsprachenprogramme bearbeiten können. „Der Einstieg ist dabei schnell und unkompliziert“, teilt R. Schmutte mit. „Wir sprechen neue Anwender an, die weit weg von der SPS-Programmierung sind.“

Basierend auf dem PFC-Controller hat Wago mit der IoT-Box eine Lösung geschaffen, die „ready-to-work“ ist. Bei der hard- und softwareseitig sofort einsetzbaren Box handelt es sich um eine einfach zu handhabende, praktische Lösung mit konkretem Mehrwert. Dabei ist sie universell einsetzbar und optimal geeignet für Maschinen-, Geräte-, Liegenschaftsanbindung sowie Asset Management. Sie ist komplett vorgefertigt und in einem soliden Gehäuse untergebracht. „Selbst große IT-Firmen zeigen großes Interesse an unseren einfachen Lösungen, wie der IoT-Box“, stellt der Vertriebschef heraus. „Das Konzept einer einfachen und offenen Automatisierung wird also auch zukünftig unser Portfolio prägen“, ergänzt Dr. T. Holm.

„Für die Steuerungstechnik gilt: Mehr Leistung führt zu mehr Möglichkeiten“, stellt R. Schmutte fest. Dies gilt ebenso für die Docker-Technologie: Die Herausforderung besteht darin, die Ressourcen der Docker mit ihren vielfältigen Funktionen für das Gesamtsystem zu nutzen. „Anwender können bestimmte Funktionen und Anwendungen auf den Containern testen und erst, wenn diese sicher funktionieren, werden sie auf die Steuerung gebracht“, erläutert der Vertriebsleiter Automation weiter. So bringt die schlanke Technologie für die Wartung Vorteile mit sich: Es muss nicht immer die gesamte Anwendung aktualisiert werden, sondern gegebenenfalls nur bestimmte Teile. Auch die Wiederverwendbarkeit bestimmter Programmteile ergibt sich daraus. „Zur Hannover Messe haben wir die Docker-Technologie in die Firmware unserer Steuerungen der zweiten Generation PFC implementiert und sie kann genutzt werden“, schließt er stolz an.


Touch Panels 600: Ästhetisches ­Design mit dem Plus an Leistung

Touch Panels 600: Ästhetisches ­Design mit dem Plus an Leistung


Anwender maximal unterstützen

Betrachtet man die Wertschöpfungskette, sind es laut Dr. T. Holm viele Systemintegratoren, die Wago-Produkte zu einer fertigen Kundenlösung veredeln. Es geht also darum, die Partner so zu unterstützen, dass sie in der Lage sind, einfacher und schneller bessere Kundenlösungen zu entwickeln. Gerade hier sieht er einen Vorteil von Technologien, wie Docker oder Kubernetes.

„Mit Docker lassen sich auch vorgefertigte Lösungen nutzen. Dabei ist die Idee, durch vorgefertigte Lösungen den Grad an Wiederverwendung zu erhöhen, nicht neu“, berichtet Dr. T. Holm. „Allein für unser Engineering-Tool ‚e!Cockpit‘ ­halten und pflegen wir etwa 300 verschiedene Bibliotheken. Es geht aber um die Notwendigkeit, die Steuerungslogik durch andere Algorithmen und Applikationen zu ergänzen.“ Per ­Docker-Container können zum Beispiel Datenbanken oder ­moderne Frontends eingefügt werden – auch Python-Anwendungen aus dem Bereich Machine-Learning gehören dazu.

„Eine der beliebtesten Applikationen ist Node-Red, eine von IBM entwickelte grafische Programmierlösung, die jetzt in der Linux Foundation zuhause ist und durch eine große Community weiterentwickelt wird“, erläutert Dr. T. Holm. „Mit Node-Red lassen sich lokal viele Applikationen entwickeln, die oft als Bindeglied zwischen Steuerung und anderen Applikationen verwendet werden.“ Aus seiner Sicht ist es dabei wichtig, einen engen Dialog mit dieser und anderen Communities zu pflegen und dabei die Wago-Partner zu befähigen, mit diesen Technologien an den Markt zu gehen und in ihren jeweiligen Wettbewerbssituationen besser agieren zu können. „Zukünftig nutzen auch unsere Control Panels die Linux-Plattform und enthalten die Docker-Technologie“, ergänzt der Technologieexperte. Auch das ist eine Neuheit auf der Hannover Messe.

In der industriellen Zukunft werden Bestell- und Produk­tionsprozesse immer mehr digitalisiert sowie automatisiert. Das Ziel: Durchgängigkeit und Datentransparenz entlang der gesamten Wertschöpfungskette, um so Kosten und Zeiten zu senken sowie unnötigen Mehraufwand zu vermeiden. Zur Unterstützung dieser horizontalen Integration bietet Wago mit Smartdata-Engineering eine Lösung, die den Anwender von der Planung über das Engineering bis hin zur Inbetriebnahme unterstützt. „Die Smart-Data-Applikation wird immer weiter ausgebaut“, so Dr. T. Holm. „Die Integration in verschiedene Elektrokonstruktionswerkzeuge, wie Eplan und WSCAD, ist problemlos möglich. Durchgängigkeit ist daher immer gegeben. Ziel ist es, das Wago-Portfolio allen Kundenschnittstellen zugänglich zu machen, auch um einfache Integration in den Bestellvorgang zu ermöglichen.“

R. Schmutte ergänzt: „Unser Engineeringsystem ‚e!Cockpit‘ ermöglicht sowohl den Ex- wie auch den Import von Daten des E-CAD-Systems. Es kann also zum Beispiel die Variablendefinition aus dem CAD für die Steuerung genutzt werden. Aber auch bei der Wartung wird auf denselben Datenbestand zurückgegriffen.“


Die PFC Controller der zweiten Generation nutzen die Docker-­Technologie

Die PFC Controller der zweiten Generation nutzen die Docker-­Technologie


Security und Offenheit Hand in Hand

„Wir waren einer der ersten namhaften Automatisierungs­unternehmen, die auf ein Open-Source-Linux gesetzt haben“, weiß Dr. T. Holm zu berichten. Inzwischen setzen laut dem Manager zwar einige Anbieter auf Linux als Echtzeitbetriebssystem: „Sie verspielen aber dieses Pfund, weil sie mit proprietären Schnittstellen die gewonnene Offenheit wieder stark einschränken. Auch hier heißt es also, die Offenheit einfach zu gestalten, dem Anwender die Möglichkeit geben, verschiedene Lösungsbestandteile miteinander zu kombinieren.“ Diese Bestandteile stammen von Wago, zum Beispiel die Security (Firewall, VPN, IPSec, …), sie können aber auch aus der Open Source Community kommen, wie Github.

„Die Verwendung von Linux ermöglichte uns früh, auch Security-Features, wie sie aus der IT bekannt sind, auf die Geräte zu bringen“, unterstreicht Dr. T. Holm. Wago ist unter anderem im Bereich der Energieautomation aktiv. Hier sind kritische ­Infrastrukturen im Einsatz – Stichwort Kritis. Die Anforderungen an die Cyber-Security sind dementsprechend sehr hoch. Da die Wago-Controller PFC diese Anforderungen erfüllen, kommen sie in diesem Bereich zunehmend zum Einsatz.

„Die Security lässt sich einfach über Webdienste einstellen“, setzt R. Schmutte fort. „Offenheit und Security widersprechen sich nicht.“ Zusätzlich profitieren die Wago-Lösungen von der Open-Source-Community, die schnell auf Sicherheitslücken reagiert und diese schließt. „Wir müssen nicht auf ein Update-Zyklus eines IT-Anbieters warten“, bekräftigt er.

Digitaler Zwilling und Cloudlösungen

Dr. Thomas Holm: „Mit Docker lassen sich vorgefertigte Lösungen nutzen“Dr. Thomas Holm: „Mit Docker lassen sich
vorgefertigte Lösungen nutzen“

Wago treibt auch die Konzepte des digitalen Zwillings voran – jeweils in den dabei erforderlichen Aspekten. „Unsere eigenen Produkte stehen zum Beispiel als 3D-Modell zur Verfügung“, erklärt Dr. T. Holm. „Wir binden Merkmalsysteme wie ‚eCl@ss‘ ein. Auch ‚AutomationML‘ nutzen wir.“ Er setzt fort. „Auch für ganze Maschinen haben wir ein Konzept des digitalen Zwillings. Mit Dima-MTP haben wir 2015 eine Lösung auf den Weg gebracht, mit dem Module wie Heizaggregate oder Zentrifugen aus dem Maschinenbau zum Beispiel in ein Scada-System eingebunden werden können. Der digitale Zwilling, der hier genutzt wird, ist der Module Type Package, kurz MTP, der aktuell in der VDI2658 spezifiziert wird.“  

Als Beispiel für einen digitalen Zwilling nennt R. Schmutte die Optimierung einer Heizkraftanlage, mit dem Wago auch den Hackathon auf der SPS IPC Drives 2018 gewonnen hat: „Über Docker wurde hier eine Regeloptimierung realisiert. Nachdem die optimierten Ergebnisse vorlagen, wurden diese auf die Anwendung auf die Anlage übertragen.“

In Bezug auf Cloudlösungen verfolgt Wago laut R. Schmutte eine duale Produktstrategie. Zum einen geht es um die Cloud Connectivity der Controller: „Bereits im Auslieferungszustand können unsere Controller mit allen wesentlichen Cloudlösungen kommunizieren – dazu zählen Azure, IBM, die Wago Cloud und neuerdings auch SAP.“ Der Vertriebsleiter ist überzeugt, dass diese Cloud Connectivity weiter zunehmen wird: „Ähnlich wie mit den Bussystemen für unser IO-System.“ Auf der Hannover Messe wird bereits die IoT-Box mit Anbindung an die SAP-Cloud präsentiert.

Darüber hinaus wird mit der Wago Cloud „ein bezugsfähiges Haus“ angeboten, welches für die Wago-Komponenten optimiert ist. „Für dieses ‚Haus‘ kann dann noch ein ‚Anbau‘ mithilfe unserer Tochterfirma M&M Software realisiert werden“, beschreibt R. Schmutte die Strategie des Unternehmens. „Dies ist dann die Basis für viele IT-Anwendungen. Über die REST-Schnittstelle kann unsere Lösung einfach an andere IT-Systeme angedockt werden, die dann die Daten aus unserer Cloud nutzen.“ Wago sieht sich somit auch als Daten-Broker für andere Cloud- und IT-Systeme.

OPC UA over TSN für die IO-Ebene

Rainer Schmutte: „Offenheit und Security ergönzen sich“Rainer Schmutte: „Offenheit und Security
ergönzen sich“

Auch im Bereich der IO-Systeme setzt Wago konsequent auf den Zusammenschluss von Automatisierungstechnik und IT. „Eine Technologiekombination wie TSN und OPC-UA mit ­semantischem Anteil und echtzeitfähigen Protokoll war schon lange überfällig“, äußert Dr. T. Holm. „Richtig ausspezifiziert wird es eine absolute Schlüsseltechnologie für die Zukunft. Wir leisten dazu einen wichtigen Beitrag. Bereits seit 2017 ­unterstützen wir OPC UA und präsentieren unsere Ergebnisse der Fachöffentlichkeit.“ R. Schmutte ergänzt: „Mit unserem Demonstrator haben wir auf der SPS/IPC/Drives 2018 unter Beweis gestellt, dass wir gut mit dem Thema OPC UA over TSN umgehen können. Wir sehen in dieser Kombination große Zukunftschancen.“

„In Zukunft werden wir noch stringenter und umfänglicher Embedded-Hardware und Software voneinander trennen“, blickt Dr. T. Holm in die Zukunft. „Die Dynamik in der Automatisierungstechnik nimmt immer weiter zu und wir können auf diese Weise die Flexibilität noch weiter erhöhen.“ Für R. Schmutte wird das Thema Datenerfassung im Zuge der zunehmenden Digitalisierung „erst richtig ­interessant. Wir werden uns hier als Schlüsselanbieter weiter etablieren. Mit 5G entstehen noch mal komplett neue Möglichkeiten, vor allem für die Industrie. Auch dieses Thema werden wir stark vorantreiben.“

„Wir arbeiten ständig an Verbesserungen für unsere Steuerungswelt“, hebt R. Schmutte hervor. „Die große Open-Source-Community unterstützt uns dabei maßgeblich.“ Die Anzahl der SPS-Programmierer nach IEC 61131-3 stagniert bestenfalls. Daher sind die Verknüpfungen mit der IT-Landschaft essenziell. „Unsere offene Programmierlandschaft ist hochmodern“, schließt er an. „Zukünftig werden wir weniger über Funktionen sprechen, als vielmehr über Dienste. Konkret könnte das zum Beispiel heißen, dass wir unsere Kunden nicht mehr mit den technischen Eckdaten einer Leistungsmessklemme überzeugen, sondern ihnen den Dienst Energieeffi­zienz ermöglichen.“ Ziel von Wago ist es, die Geschäftsmodelle der Kunden nachhaltig zu unterstützen.

www.wago.com

20 Jahre openautomation

Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

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Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 16.09.2019