Die Popularität des „Internets der Dinge“ nimmt von Tag zu Tag zu, da es eines der effektivsten Instrumente der digitalen Transformation in der Branche ist. Zweifellos ist es offensichtlich, dass wir diese Lösungen nutzen müssen, aber die direkte Integration dieser Instrumente in unser System ist nicht so einfach, wie es scheint. Unternehmen verfügen bereits über zahlreiche Tools zur Datenerfassung, Analyse und Prozessverfolgung. Es ist ziemlich herausfordernd und in manchen Größenordnungen unmöglich, diese Systeme an einem Tag aufzugeben und auf Plattformen und Anwendungen umzusteigen, die von neuen Technologien angeboten werden. Während der digitalen Transformation müssen Hybridmodelle sowie alte und neue Systeme zusammenarbeiten, um den Übergang reibungslos und risikofrei zu gestalten. Daher wird erwartet, dass IoT/SaaS-Lösungen mit diesen Systemen zusammenarbeiten können. Das wichtigste Thema an dieser Stelle ist “Merging“, also „Integrationsfähigkeit“. In diesem Artikel gehen wir auf einige technische Details ein und sprechen darüber, wie wir SaaS- und IoT-Produkte in bestehende Systeme integrieren können.
Natürlich gibt es keine einheitliche Lösung für alle Szenarien. Die technischen Fähigkeiten Ihres Unternehmens, die Methoden der von Ihnen bereitgestellten IoT/SaaS-Lösungen und die Integrationsmöglichkeiten des von Ihnen aktuell genutzten Systems sind die bestimmenden Faktoren der Transformationsstrategie.
Wie die Integration erfolgt, hängt vor allem davon ab, wie die Datenkommunikation erfolgen soll. Mit anderen Worten: Die Frage ist: Von wo und wohin fließen die Daten? Darüber hinaus ist der Ort, an dem die Daten verarbeitet werden, ein weiterer entscheidender Faktor.
Während ich die Integrationen beschreibe, sage ich weiterhin „SCADA“ für das Datenerfassungs-/Visualisierungssystem, das Sie bereits haben, und „SAP“ für die Prozess-/Ressourcenmanagementsysteme.
Einseitige Integrationen
Meister/Sklave
Master/Slave ist ein Kommunikationsmodell für Hardwaregeräte, bei dem ein Gerät eine einseitige Kontrolle über ein oder mehrere Geräte hat. Dies wird normalerweise im Bereich der elektronischen Hardware verwendet, wo ein Gerät als Controller fungiert, während andere Geräte gesteuert werden.
Nehmen wir an, Sie haben einen Temperatur-IoT-Sensor gekauft. Das von Ihnen derzeit verwendete System ermöglicht auch die Geräteidentifikation mit dem Modbus/TCP-Protokoll.
In diesem Szenario ist das integrierte System für die Verwaltung des Geräts verantwortlich. Mit anderen Worten, wie oft die Messung durchgeführt wird, wo die Messung angezeigt/gespeichert wird, all diese Aufgaben sind die Aufgaben des Systems, in das Sie den Sensor integrieren. Derzeit ist die Master-Slave-Struktur eine der am häufigsten verwendeten Integrationsmethoden. Um diese Integration durchzuführen, müssen natürlich die vom Sensor angebotene Integrationsmethode und die Methoden des von Ihnen verwendeten SCADA-Systems übereinstimmen. Dies ist möglicherweise vorzuziehen, wenn es Ihnen nur um die Datenerfassung, Überwachung und grundlegende Alarmstrukturen geht. Andererseits erfordern IoT-Sensoren, die von Tag zu Tag intelligenter werden, viel komplexere Managementfähigkeiten. Beispielsweise ist es unwahrscheinlich, dass Sie mit dieser Methode drahtlose Sensoren in Ihr System integrieren.
Plattform->SAP (WebHook)
Lassen Sie uns dieses Szenario anhand eines Beispiels erklären:
Sie haben einen IoT-Drucksensor gekauft und im Lieferumfang dieses Geräts ist eine SaaS-Plattform enthalten. Mithilfe dieser Software führen Sie Geräteverwaltungs-, Konfigurations- und Messstrategien durch. Von der Plattform erwarten Sie, dass Sie die Druckwerte überwachen und einen Arbeitsauftrag in Ihrem internen System erstellen können, indem Sie einen Alarm auslösen, wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht wird.
In dieser Phase können mehrere Integrationsstrategien umgesetzt werden;
Sie können im SAP-System einen Integrationspunkt erstellen, an den Alarmdaten weitergeleitet werden können. Bei Auftreten des Alarms kann die Plattform diese Anfrage an den von Ihnen gefundenen Web-Service (Middleware) senden und in der SAP-Datenbank speichern.
Wenn Sie die Datenanalyse in Ihrem eigenen System durchführen können, können Sie auch eine Middleware-Software schreiben, um den Sensor direkt in Ihr System zu integrieren, die Daten dort zu verarbeiten und entsprechend mit Ihrem SAP-System zu interagieren. Vermutlich wird Ihr Dienst über MQTT/HTTP oder ein anderes in der IoT-Welt beliebtes Protokoll mit den Sensoren interagieren.
Scada -> Plattform
In manchen Fällen möchten Sie, dass Ihr System mit der Plattform interagiert.
Sie haben beispielsweise einen Vibrationssensor an einer Presse in der Produktionslinie positioniert. Sie möchten, dass die Presse die Schlagzeit misst. Da Ihr bestehendes System den Befehl „Drücken“ erzeugt, möchten Sie diese Informationen an den Sensor senden und ihm ermöglichen, Messungen durchzuführen.
Wenn Sie über eine Master-Slave-Anwendung verfügen, ist die Übermittlung dieses Befehls sehr einfach. Beachten Sie jedoch, dass die Speicherung, Verarbeitung und Analyse der erfassten Daten weiterhin in Ihrer Verantwortung liegt. Es darf nicht vergessen werden, dass der Hauptgrund für die Integration darin besteht, Ihr bestehendes System durch die Bereitstellung der Arbeitskräfte durch externe Lösungen intelligenter zu machen.
Andererseits können Sie diese Bestellung über einen der Integrationspunkte der von Ihnen genutzten Plattform weiterleiten. Meistens wird dieses Ereignis von einem HTTP-Rest-API-Endpunkt ausgelöst. Die Plattform kann den Messvorgang auch starten, indem sie diese Anfrage an den Sensor übermittelt. Sie können dies mit einem kleinen HTTP-Request tun, den Sie Ihrem SPS-System hinzufügen.
Asynchrone Integration
Dank der nachrichtenbasierten Kommunikation ist eine bidirektionale und asynchrone Kommunikation möglich. Sie können es sich wie eine Chat-Anwendung vorstellen. Sowohl die Ausgabe der Daten vom SCADA-System an die Plattform als auch die Übermittlung der Daten von der Plattform an den Sensor bzw. an das SCADA-System kann asynchron erfolgen. Hierzu ist es sinnvoll, einen Blick auf die nachrichtenbasierte Kommunikation zu werfen.
In nachrichtenbasierten Anwendungen gibt es mitten in der Kommunikation eine Nachrichtenwarteschlange, die von einem externen Akteur (Broker) verwaltet wird. Über diesen Kanal kommunizieren die kommunikationswilligen Parteien miteinander. Auf diese Weise können sie kommunizieren, ohne die Zugangspunkte des anderen zu kennen. Da die Daten in der Warteschlange gespeichert werden, bleibt auch die Datenintegrität erhalten.
Dank der Nachrichtenwarteschlangen wird eine bidirektionale Integration sehr einfach. Das in die Plattform integrierte Team muss keinen Web-Service schreiben oder einen Port zum Internet öffnen.
Exemplarisch haben Sie Ihre IoT-Sensoren an verschiedenen Elektromotoren positioniert. Sie möchten, dass die Sensoren nur dann Messungen durchführen, wenn Sie dies wünschen. Sie stellen die von der Plattform generierten Alarme und Berichte sofort zur Verfügung und zeigen diese in Ihrem eigenen System an.
Sie starten die Messvorgänge auf Ihrem eigenen System. Darüber hinaus senden Sie verschiedene Daten an die Plattform, in die Sie eingebunden sind. Zum Beispiel aktuelle Drehzahl, Ölinformationen, Maschinenmodell, letztes Wartungsdatum. Sie senden den Messauftrag und zusätzliche Parameter über den Integrationszweig an die Warteschlange, die Plattform empfängt die Nachricht in der Warteschlange und startet den Messvorgang, sammelt die Daten nach der Messung über den Sensor. Es führt Analysen und Alarmprüfungen anhand der von Ihnen gesendeten zusätzlichen Parameter und Messdaten durch. Die erstellten Berichte und Benachrichtigungen werden in die Warteschlange gestellt. Der Integrationsdienst empfängt die Nachricht in der Warteschlange und führt die entsprechenden Aktionen in SCADA- und SAP-Systemen aus.
Abschluss
Es ist sehr wichtig, dass die Instrumente, die Sie in der industriellen digitalen Transformation verwenden, integrierbar sind. Sie möchten kein geschlossenes System wählen und Ihren digitalen Transformationsprozess untergraben, indem Sie ihn von einer Marke oder einem System abhängig machen. Ein Team für die digitale Transformation und IT-Mitarbeiter werden diese Prozesse beschleunigen. Wenn Sie nicht über solche Abteilungen verfügen, ist es sehr wichtig, dass Sie mit Dienstleistern zusammenarbeiten, die Sie in diesem Prozess unterstützen.
Bei Sensemore legen wir großen Wert auf dieses Thema. Wir versuchen, fast alle unsere Produkte in externe Systeme zu integrieren und die Prozesse unserer Kunden durch die Diversifizierung ihrer Integrationsmöglichkeiten zu unterstützen. Darüber hinaus tun wir dies mit vollständig offenem Quellcode. Wenn Sie sich über die Integrationsmöglichkeiten von Sensemore wundern, können Sie einen Blick auf die Sensemore-Dokumentation werfen.
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