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Edge-Computer ersetzt separaten Server

Edge Computer ersetzt separaten Server
Über alle Ebenen hinweg kommunizieren

Ein OPC-Router kann als klassische Middleware eine zentrale Drehscheibe der Kommunikation darstellen. Die Installation eines separaten Servers inklusive Wartung ist allerdings aufwendig. Deswegen setzt der Spezialist für Industriesoftware Inray auf den Edge Computer von Wago, auf dem der OPC-Router als Docker-Container lauffähig ist.

Die Inray Industriesoftware GmbH entwickelt bereits seit über
25 Jahren Lösungen für die industrielle Kommunikation und ist auf die Datenkommunikation zwischen Softwaresystemen und Komponenten spezialisiert. Zu den zentralen Produkten der Firma zählt der OPC-Router, der als Kommunikationsplattform für Industrie-4.0-Projekte dient. Da er mit Standardschnittstellen arbeitet, ermöglicht er den Datenaustausch über alle Ebenen hinweg. Der OPC-Router verbindet Systeme sowohl vertikal als auch horizontal, von Sensor und Steuerung bis ERP und Cloud, von Drucker und Waage bis MES oder Scada. So schafft er die Grundlage für den übergreifenden Datenaustausch und damit für Optimierungen der Produktionsprozesse.

Der OPC-Router lässt sich einfach per drag&drop konfigurieren – die Verbindungen zwischen einzelnen Systemen und Geräten werden einfach grafisch auf einer Konfigurationsoberfläche hergestellt. Trigger, die entweder zeit- oder eventgesteuert sein können, lösen dann die Datenübertragung aus. Die Anwendungen sind vielfältig: So lassen sich Daten aus einem ERP für eine Maschine in der Produktion bereitstellen und mit Anbindung von Druckern Lösungen zum Etikettieren realisieren. „Auch Anbindungen an unterschiedliche Messenger wie Microsoft Teams, Telegram oder auch WhatsApp haben wir umgesetzt, bei denen dann Produktionsprozesse selbstständig Nachrichten an den jeweiligen Messenger gesendet haben“, erzählt Mike Elsen, Geschäftsführer bei Inray.

OPC-Router im Schaltschrank

In der Vergangenheit wurde in den meisten Fällen für die Installation des OPC-Routers ein dedizierter Server vorgesehen. Neben den Kosten für die Hardware sind insbesondere Installation, Wartung, Updates und die Gewährleistung der Sicherheit mit großem Aufwand verbunden. „Deswegen haben wir hier schon seit einiger Zeit nach einer Ergänzung gesucht“, sagt Elsen. Diese hat der Softwarehersteller jetzt mit dem Wago-Edge-Computer gefunden. Im Vergleich zu dedizierten Servern liegen die Vorteile von Hard- und Software auf der Hand: In dem im Produktionsumfeld in der Regel vorhandenen Schaltschränken sparen die Hutschienenmontage und die DC-24-V-Spannungsversorgung nicht nur Zeit und Geld, sondern auch die Notwendigkeit eines separaten Netzteils.

Der Edge Computer arbeitet mit einem Standard-Debian-Linux und stellt mit einem Quadcore-Atom-Prozessor mit 1,91 GHz ausreichend Rechenleistung zur Verfügung. Zur Kommunikation stehen eine USB-Schnittstelle und ein Gigabit-Ethernet-Port zur Verfügung. Die Kommunikation sowohl auf dem Factory-Floor als auch in Richtung der Cloud ist mit allen üblichen Protokollen möglich. Mit 4 GB oder wahlweise 8 GB RAM und einem 64-GB-Flash-Speicher lassen sich auch aufwendigere Projekte realisieren. Wenn sehr große Datenmengen verarbeitet werden sollen, beispielsweise bei umfangreichen Datenbankanwendungen, kann der Edge Computer mittels SSD erweitert werden. Im Gehäuse ist dazu ein Montageplatz für eine 2,5-Zoll-SSD vorgesehen. Da der Edge Computer trotz des erweiterten Temperaturbereichs von –20 bis +60 °C ohne Lüfter auskommt, ist er sehr kompakt und lässt sich so einfach in einem Schaltschrank auf einer DIN-Tragschiene montieren.

OPC-Router als Docker-Container

Besonders wichtig für Inray: Der Edge Computer unterstützt die sogenannte Containervirtualisierung per Docker-Software. Damit lassen sich unterschiedliche Anwendungen parallel installieren, ohne dass sich diese gegenseitig beeinflussen können. Die von den einzelnen Containern verwendeten Ressourcen sind dabei strikt voneinander getrennt. Dieses Verfahren zeichnet sich nicht nur durch eine hohe Sicherheit der einzelnen Anwendungen aus, sondern erleichtert die Bereitstellung von Anwendungen auf dem Edge Computer. Statt eines aufwendigen Installationsprozesses lassen sich diese einfach als Dateien transportieren und installieren. Dieses Prinzip macht sich auch Inray für den OPC-Router zunutze. Statt diesen auf einem eigenen dedizierten Server im Netzwerk installieren zu müssen, wird er einfach als Docker-Container auf dem Edge Computer aufgesetzt und ist sofort lauffähig.

Die Docker-Container mit dem OPC-Router können einfach über Cloud-Plattformen wie Docker-Hub bereitgestellt werden. Und auch die Konfiguration eines OPC-Routers lässt sich sehr einfach verwalten, wie Elsen erklärt: „Die komplette Konfiguration kann sowohl in einer manuellen als auch einer automatischen Einrichtung mit wenigen Klicks vorgenommen werden. Mit der überarbeiteten Konfigurationsoberfläche können sogar unterschiedliche Docker zentral verwaltet werden. Muss dann beispielsweise ein Edge Computer getauscht werden, lädt der Anwender einfach den Docker-Container auf das neue Edge Device, übernimmt die zuvor exportierte Konfiguration und die Anwendung ist umgehend wieder lauffähig.“ Diese Lösung spart nicht nur den bisher notwendigen separaten Server ein, sondern ist auch sehr flexibel, sicher und einfach zu warten. „Auch redundante Installationen von OPC-Routern auf zwei getrennten Edge Computern innerhalb einer Anlage sind denkbar, wenn das MES dies unterstützt“, nennt Elsen eine weitere Möglichkeit, um die Sicherheit auch gegen Ausfälle zu erhöhen.

Steuerung und OPC-Router auf einem Edge Device

Die Containervirtualisierung per Docker eröffnet für den Anwender die Möglichkeit, die Steuerung einer Maschine oder Anlage zusammen mit dem OPC-Router auf einem einzigen Edge Computer laufen zu lassen. Eine gegenseitige Beeinflussung ist durch die Docker-Technologie dabei ausgeschlossen. Auf diese Weise können Steuerungsfunktionen und Industrie-4.0-Funktionalitäten in einem leistungsfähigen Gerät vereint werden.

Wago GmbH & Co. KG, Minden

Halle 11, Stand C72

Kommunikation und Vernetzung von Maschinen mithilfe von Edge Computer und OPC-Router
Bild: Inray/Wago

Autor: Dr. Jörg Lantzsch

Freier Fachjournalist

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