Einrichtung von Smart SCADA für die digitale Transformation

Daten bedeuten in der modernen Geschäftswelt alles. Sie zu sammeln, zu analysieren und - was noch wichtiger ist - darauf zu reagieren, macht den Unterschied zwischen Unternehmen aus, die florieren, und solchen, die scheitern. Unabhängig davon, welche Schritte Sie auf Ihrem individuellen Weg zur digitalen Transformation unternehmen, ist die Festlegung, wie Ihre Daten verwaltet werden sollen, ein wichtiger erster Schritt. Hier kommt SCADA ins Spiel.

In unserem Blog-Beitrag über Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ist die Infrastruktur, die es Ihnen ermöglicht, die Kontrolle über Ihre Daten zu erlangen und sie zu nutzen, um äußerst wichtige Entscheidungen zu treffen. Einer der Marktführer im Bereich Smart SCADA ist Induktive Automatisierungden Schöpfern von Ignition. Dies ist eine Plattform, die den Nutzern mehr als je zuvor die Kontrolle über ihre Daten gibt.

Ein Gespräch mit Travis Cox von Inductive Automation

Wir fragten Travis Coxden Co-Director of Sales Engineering bei Inductive Automation, um einige Fragen darüber zu beantworten, wie Ignition den Anwendern bei den Herausforderungen der Implementierung einer modernen intelligenten SCADA-Lösung hilft. Dies wirkt sich auf das Unternehmen und seine Arbeitsweise aus und spart auf lange Sicht viel Zeit, Geld und Kopfschmerzen.

Smart SCADA für die digitale Transformation - Wo soll man anfangen?

OnLogic: Intelligente SCADA-Lösungen können auf den ersten Blick einschüchternd wirken. Wo würden Sie jemandem, der separate Systeme mit seiner Infrastruktur verbinden möchte, empfehlen, anzufangen?

Travis Cox: Entfernen und ersetzen Sie nicht alles, sondern bauen Sie zunächst eine parallele Infrastruktur auf.

Ein großes Hindernis für die digitale Transformation ist die Vorstellung, dass man das alte System entfernen und ersetzen muss. Der Gedanke, ein völlig neues System verwenden zu müssen, ist einschüchternd, da dies die Produktivität beeinträchtigt und den normalen Betrieb stören kann. Es gibt Hunderte von Millionen veralteter SPS und Geräte, die noch im Einsatz sind. Es wäre viel zu teuer, sie alle aufzurüsten. Man kann nicht von heute auf morgen auf eine neue Technologie umsteigen; das könnte zu katastrophalen Ausfällen und Umsatzeinbußen führen.

Wie kann man das lösen?

Wir können dieses Problem lösen, indem wir einen anderen Ansatz wählen, nämlich den Einsatz von Software zum Aufbau einer parallelen Infrastruktur neben Ihrer bestehenden Installation. Mit Software ist der Einstieg viel einfacher als mit Hardware. Sie können nach und nach Geräte von Ihrem alten System auf das neue System übertragen IIoT-Infrastruktur. Der schrittweise Ansatz gibt Ihnen Zeit, das neue System auszuprobieren und sicherzustellen, dass es stabil ist, bevor Sie eine vollständige Umstellung der Infrastruktur vornehmen. Auf diese Weise können Sie auch den ROI verbessern und gleichzeitig Probleme im System beheben. Mit der Abschaffung von manueller Arbeit, Papier und Tafeln, der Erfassung und Zentralisierung von mehr Daten und der Hinzufügung von Dingen wie Verlauf, Alarmen und Berichten werden Sie die Ergebnisse jeder dieser Verbesserungen sofort sehen.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Suche nach einer Plattform, auf der man weiter aufbauen kann. Der übliche Ansatz besteht darin, Betriebssystemen Kodierung hinzuzufügen, aber ein besserer Ansatz besteht darin, Anwendungen auf Plattformen aufzubauen. Denn Plattformen, die auf offenen Standards basieren, sind im Vergleich zu herkömmlichen Softwareprodukten skalierbar, erweiterbar und zukunftssicher. Es ist sehr wichtig, Plattformen mit einem unbegrenzten Lizenzierungsmodell zu wählen, bei denen die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen möglich ist. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Daten zusammengeführt und jedem, der sie benötigt, zur Verfügung gestellt werden können.

Wichtige Kommunikationsprotokolle für die digitale Transformation

OnLogic: Gibt es wichtige Kommunikationsprotokolle, die sich als geeignete Optionen für diese Art der digitalen Transformation erweisen?

Travis Cox: Verbinden Sie Ihre Geräte direkt mit Ihrer Infrastruktur, nicht nur mit Ihren Anwendungen.

Die betriebliche Welt ist äußerst komplex und umfasst Hunderte von verschiedenen Protokollen, Kommunikationsmedien und Altgeräten. Die Realität der digitalen Transformation ist, dass sie von unten nach oben umgesetzt werden muss, wobei die OT zuerst an Bord sein muss. Sie erfordert eine neue Denkweise oder einen Mentalitätswandel, um Systeme offen, interoperabel und sicher zu halten. Die Reise beginnt mit der betrieblichen Infrastruktur und der Entwicklung einer Migrationsstrategie, die die digitale Transformation umsetzt, aber auch alle OT-Anforderungen erfüllt. Dabei kommt es auf ein entscheidendes Konzept an: eine Änderung der Architektur. Wir müssen aufhören, Geräte über Protokolle mit Anwendungen zu verbinden, und stattdessen Geräte mit der Infrastruktur verbinden. Gleichzeitig müssen wir eine überlegene OT-Lösung anbieten, die die Anforderungen der Betreiber erfüllt und gleichzeitig Plug-and-Play, zuverlässig und skalierbar ist.

Diese neue Architektur verwendet MQTTein leichtes Publish/Subscribe-Protokoll, das nachrichtenorientierte Middleware-Architekturen ermöglicht. Dies ist kein neues Konzept in der IT; in der Tat wird der Enterprise Service Bus (ESB) seit langem für die Anwendungsintegration über eine busähnliche Infrastruktur verwendet. Mit MQTT werden Gerätedaten ausnahmsweise auf einem MQTT-Server veröffentlicht, lokal oder in der Cloud. Anwendungen stellen eine Verbindung zum MQTT-Server her, um Daten abzurufen; eine Verbindung zum Endgerät selbst ist nicht erforderlich.

MQTT hat mehrere Vorteile:

• Offener Standard/Interoperabilität (OASIS-Standard und offener Eclipse-Standard [TAHU])
• Trennt Geräte von Anwendungen
• Nachricht mit Ausnahme
• Benötigt wenig Bandbreite
• TLS-Sicherheit
• Fernverbindung (nur ausgehend; keine Firewall-Regeln für eingehende Verbindungen)
• Stateful Awareness
• Eine einzige Quelle der Wahrheit
• Automatische Erkennung von Tags
• Datenpufferung (speichern und weiterleiten)
• Plug-and-Play-Funktionalität

Zusammenfassung: MQTT ist der Standard für die IIoT-Kommunikation.

Mögliche Fallstricke bei einem Smart SCADA-Projekt

OnLogic: Gibt es weitere Fallstricke, auf die man bei intelligenten SCADA-Projekten achten sollte?

Travis Cox: Jedes Projekt ist einzigartig, aber achten Sie besonders auf diese potenziellen Herausforderungen:

Furcht vor Veränderungen

Eine der Tücken ist kein technisches, sondern ein menschliches Problem. In jeder Organisation gibt es Menschen, die schlecht mit Veränderungen umgehen können. Sie haben sich daran gewöhnt, Dinge jahrelang auf die gleiche Weise zu tun. Oder vielleicht halten sie die Einführung einer neuen Lösung für zu riskant. Vielleicht machen sie sich Sorgen über die Lernkurve. Oder sie halten die Einführung neuer Lösungen für sehr schwierig und zeitaufwändig. Was auch immer der Grund sein mag, sie verhindern oft, dass Initiativen zur digitalen Transformation in Gang kommen. Was die Mitarbeiter betrifft, so müssen Sie sich möglicherweise im Unternehmen nach einer neuen Führungspersönlichkeit umsehen, die Ihnen bei der Umsetzung dieser Initiative helfen kann. Was die Technologie betrifft, so können Sie diese Einwände umgehen, indem Sie den Nutzen mithilfe von Testsoftware nachweisen.

Hohe Kosten durch Lizenzierungsstrukturen

Ein weiteres Hindernis sind die Lizenzkosten und die Anforderungen zur Erzielung der Kapitalrendite. Sie müssen sicherstellen, dass die neu zu installierenden Systeme über unbegrenzte Lizenzmodelle verfügen und es Ihnen ermöglichen, Ihren ROI zu erreichen, während Sie modernisieren. Es geht darum, Systeme zu verwenden, die von der neuesten und besten Technologie und bewährten Standards profitieren.

Eine Trennung zwischen OT und IT

Der Unterschied zwischen dem OT und ITAbteilungen ist ebenfalls ein Stolperstein. Sie arbeiten oft in geschlossenen Umgebungen, sprechen dabei unterschiedliche (Computer-)Sprachen und haben unterschiedliche Zuständigkeiten. Wir können diese Annäherung zwischen zwei Seiten wenn OT Werkzeuge und Technologien verwendet, die die IT versteht. Dies gelingt unter anderem durch die Verwendung offener Standards wie MQTT, OPC UA, SQL-Datenbanken, SOAP und REST, HTML5 und CSS.

Informationssilos

Ein weiteres großes Hindernis: die Herausforderung, Daten an andere Personen im Unternehmen weiterzugeben, insbesondere an die Unternehmensseite. Dadurch entsteht eine große Kluft zwischen den Mitarbeitern in den Betrieben und denen im Büro. Die Lösung besteht darin, mehr Daten herauszuholen, indem mobile Anwendungen hinzugefügt werden, idealerweise mit nativem HTML5. Mit einer gut gestalteten App auf einem Smartphone oder Smart-Device können Sie das gesamte System auf einen Blick sehen, oder ein einzelnes Diagramm/Dashboard mit Daten, die für Ihre spezifische Aufgabe relevant sind. Mobile Lösungen machen mehr Daten sichtbar und für mehrere Personen zugänglich. Dadurch können sie schneller auf Probleme reagieren und bessere Entscheidungen treffen. Dies bringt natürlich Herausforderungen mit sich, wie die Bereitstellung von Wi-Fi in der Fabrik oder die Veröffentlichung von Anwendungen.

Sicherheitsbedenken

Eine weitere Herausforderung ist das schwierige Gleichgewicht zwischen der Erhöhung der Datenzugänglichkeit ohne Beeinträchtigung der Sicherheit. Die Lösung hierfür ist der Einsatz moderner Cybersicherheitstechniken durch Datenverschlüsselungsprotokolle wie SSL und TLS, die Verwendung von föderierten Identitätsanbietern, die Zwei-Faktor-Authentifizierung und Single-Sign-On (SSO) unterstützen, und die Möglichkeit, Sicherheitsinfrastrukturen wie DMZs zu nutzen.

Ungewissheit über den Nutzen der Cloud-Nutzung

Der letzte Stolperstein ist die Frage, wie man mit der Cloud arbeitet und wie man die vorhandenen Möglichkeiten nutzen kann. Eine gute Lösung ist eine, die mit Cloud-Anbietern kompatibel ist und die es Ihnen ermöglicht, Ihre Daten durch Dinge wie Analysen und maschinelles Lernen oder die Nutzung der Cloud für mehr Skalierbarkeit voll auszuschöpfen.

Nutzen Sie Ignition - Smart SCADA Anwendungsfälle

OnLogic: In welchen Anwendungsfällen, Umgebungen oder Anwendungen sehen Sie das größte Potenzial, von der Implementierung einer Smart SCADA-Plattform wie Ignition zu profitieren?

Travis Cox: Es gibt 4 Hauptanwendungsfälle, die stark von den Fähigkeiten von Ignition profitieren:

1. Nutzen Sie das unbegrenzte Lizenzierungsmodell und die leistungsstarken Module von Ignition, um organisatorische Herausforderungen zu lösen. Wenn Sie manuelle Arbeit, Papier und Whiteboards abschaffen, mehr Daten sammeln und zentralisieren und Dinge wie Historie, Alarme und Berichte hinzufügen, werden Sie Ergebnisse für jede dieser Verbesserungen sehen.
2. Machen Sie Daten mit Ignition Perspective, einem nativen HTML5-Client, für mehr Menschen zugänglich. Durch die einfache Verwendung moderner Browser können Sie überall auf Daten zugreifen. Sie profitieren auch von den Funktionen mobiler Geräte wie GPS, Beschleunigungsmesser, Kamera, Barcode-Scanner, NFC, Bluetooth und Touch-Gesten.
3. Verwenden Sie MQTT, um Geräte von Anwendungen zu entkoppeln und eine skalierbarere Architektur zu schaffen, oft durch den Einsatz von Edge-Geräten für Store & Forward und lokale Funktionen. Dies ist besonders wichtig für dezentrale Systeme, z. B. in den Bereichen Öl und Gas, Wasser/Wasseraufbereitung und Energie.
4. Die Vorteile der Cloud auf 2 Arten nutzen:
   1. Stellen Sie Ignition in der Cloud bereit, um Wartung und Skalierbarkeit zu erleichtern. So sind Anwendungen und Daten schneller verfügbar.
   2. Verlagerung von Daten in die Cloud, um wichtige Funktionen wie erweiterte Analysen, Business Intelligence und maschinelles Lernen zu nutzen

Verwendung von Ignition HMI

Onlogic: Wir hören oft, dass die Kombination des Ignition HMISoftware mit robusten Panel-PCs ist ein kostengünstigerer Ansatz und bietet mehr Funktionen als ältere SCADA-Lösungen. Was macht Ignition HMI zur besseren Lösung?

Travis Cox: Die HMI von Ignition kombiniert mit einem robusten Panel-PC wie dem Serie Tacton von OnLogic, bietet die Funktionalität herkömmlicher HMIs mit vielen Extras.

Obwohl HMIs unabhängig arbeiten können, sind sie nicht isoliert oder abgeschirmt. Sie bieten die Möglichkeit für lokale Funktionen und "Store & Forward", die in einem zentralisierten System nativ sein können. Sie haben den zusätzlichen Vorteil, dass Sie die HMIs für Status und Diagnose, Disaster Recovery und Remote-Upgrades zentral verwalten können. Wenn ein Gerät ausfällt, ist es im Vergleich zu herkömmlichen HMIs besonders einfach, ein neues zu installieren. Sie sind auch auf Industrie 4.0 ausgerichtet, da sie die Lücke zwischen veralteten Geräteprotokollen und modernen Standards wie OPC-UA und MQTT schließen können.

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