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Einfache Anlagenanbindung vom Feld zur Cloud

01 Über die Cloud gesteuert: rund 100 Blockheizkraftwerke über die Republik verteilt im Blick (Bild: Ubix)

01 Über die Cloud gesteuert: rund 100 Blockheizkraftwerke über die Republik verteilt im Blick (Bild: Ubix)

02 Bereits die Grundfunktionen bieten neue Möglichkeiten, Vorgänge über die technischen Prozesse hinaus zu verbessern (Bild: Ubix)

02 Bereits die Grundfunktionen bieten neue Möglichkeiten, Vorgänge über die technischen Prozesse hinaus zu verbessern (Bild: Ubix)

03 Die Ubix-Plattform löst nicht alle Probleme selbst, sondern integriert auch Softwarelösungen von Drittanbietern (Bild: Ubix)

03 Die Ubix-Plattform löst nicht alle Probleme selbst, sondern integriert auch Softwarelösungen von Drittanbietern (Bild: Ubix)

04 Klassische Cloudlösung: Betriebsdaten mit mehreren Nutzern teilen (Bild: Ubix)

04 Klassische Cloudlösung: Betriebsdaten mit mehreren Nutzern teilen (Bild: Ubix)

Anlagenbetreiber in der Fabrik- und Prozessautomation, der Energie- und Wasserwirtschaft arbeiten mit Systemen, die über Jahre gewachsen sind. Sollen Daten von verteilten Anlagen zentral gesammelt und ausgewertet werden, ist das eine Herausforderung: Sichere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erfordern IT-Know-how auf beiden Seiten und auch Cloudlösungen müssen erst einmal sicher mit der Anlage verbunden werden. Ein Automatisierer möchte sich jedoch primär um seine Prozesse kümmern und nicht um IT-Infrastruktur und IT-Security. Sein Traum: eine einfache, skalierbare Komplettlösung von der Feldebene bis zur Cloud.

Es gibt viele Gründe für Cloudlösungen, um anspruchsvolle Aufgaben aus den Bereichen Anlagenbau und Betrieb, Industrie, Energieerzeugung und Management schnell und sicher zu meistern. Die Bandbreite reicht von der Fernüberwachung entlegener Maschinen, Automaten und Anlagen bis zum Management komplexer virtueller Kraftwerke. Weil bei einer skalierbaren Cloudlösung der Anwender nur das bezahlt, was er auch nutzt, lohnt sich eine Implementierung auch bei kleineren Lösungen und das System wächst mit den Kundenwünschen einfach mit. Zudem gehören Softwareupdates, Back-ups und Pflege von Hardware der Vergangenheit an.
Dezentrale Anlagen im Griff
Typische Anwendungsszenarien sind in dezentralen Anlagen unterschiedlicher Branchen zu finden. Servicetechniker sind hier im Regelfall nicht mehr direkt vor Ort; das erfordert es, auch bei der Anlagenbetreuung neue Wege zu beschreiten. Ein Beispiel dafür sind Blockheizkraftwerke (BHKW). Vor Ort eingesetzt aber zentral überwacht zeigen sie, welche Vorteile eine Cloudplattform hier bieten kann: Ein Betreiber von rund 100 BHKW über die Republik verteilt, nutzt die Cloudplattform von Ubix um von zentraler Stelle aus (Bild 1) die Anlagen zu steuern.
Sämtliche Alarmierungsmeldungen, die Visualisierung der Prozesse sowie die Steuerung der Anlagen sind dabei zentral zusammengefasst. Von der Leitwarte aus werden der Strom- und Wärmebedarf für verschiedene industrielle Prozesse oder Liegenschaften ermittelt und entsprechend die Kraftwerke gesteuert. Die vorausschauende Planung erlaubt die Personalstärke des Betreibers klein zu halten. Bei Bedarf kann er dann über die Cloud, zum Beispiel bei Wartungsmaßnahmen oder Störungen, lokale Servicepartner beauftragen oder diese direkt in seine Prozesse einbinden.
Cloud schafft Mehrwert
Das Beispiel ist typisch: Die Cloudplattform löst nicht nur ein Problem, sondern der Anwender entdeckt dabei auch, welches Zusatzpotenzial die Lösung bietet. In diesem Fall nutzt der BHKW-Betreiber nun auch das Reporting-Modul und stellt seinen Endkunden einfach und automatisch regelmäßige Berichte über Wärme- und Strombelieferung zur Verfügung.
Bereits die Grundfunktionen Monitoring & Control, Trendgraphen, Dashboards, Visualisierung, Alarme & Eskalation und eben auch Reports (Bild 2) bieten eine Fülle an neuen Möglichkeiten, Vorgänge weit über die technischen Prozesse hinaus zu verbessern. Im Beispiel aus der Energiewirtschaft werden Zählerdaten für die Abrechnung und das Energiecontrolling automatisch in verschiedene EDV-Systeme übertragen, zum Beispiel um Rechnungen zu erstellen, das Ortsstromnetz zu optimieren und BHKW-Laufzeiten anzupassen.
Ressourcen teilen und effizienter nutzen
Treibt man diesen Plattform-Gedanken auf die Spitze,
kommt man zum Thema „Shareconomy“. Das ist die Idee, Ressourcen zu teilen und dadurch effizienter zu nutzen. Bei der Ubix-Plattform ist genau das vorgesehen (Bild 3). Ihre Leistungsfähigkeit besteht darin, dass sie nicht alle Probleme selbst löst, sondern Software von Drittanbietern integriert werden kann und soll. So kann beispielsweise ein industrieller Kunde das Predictive-Maintenance-Werkzeug wählen, das auf seine speziellen Anforderungen optimiert wurde.
So hatte ein weiterer Anwender den Wunsch, mehr über den Wartungszustand seiner Armaturen in einem Produktionsprozess zu erfahren. Hierzu wurden zusätzlich zur konventionellen Leittechnik über Ubix Daten erfasst und für das Betriebspersonal unter Wartungsgesichtspunkten visualisiert (Bild 4). Die Übertragung der Wartungsdaten ist aus Sicherheitsgründen von den Kommunikationswegen der Leittechnik komplett getrennt. Der Kunde hat nun ein Werkzeug zur Hand, mit dem er ungeplante Stillstände vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen kann. Und wenn morgen eine bessere Software auf den Markt kommt, hat er die Flexibilität auch diese anzubinden und zu nutzen.
Die Maschine in der Cloud
Bei jeder Cloudplattform stellt sich für den Anwender jedoch ganz praktisch die Frage nach der „letzten Meile“. Beim Anschluss der Maschine oder Anlage an die Cloud ist der Automatisierer oft auf sich selbst gestellt. Zudem ist er meist kein Spezialist für IT und Sicherheit. Für die Cloudspezialisten aus Flensburg gehört daher das Gateway als integraler Bestandteil zur Lösung dazu. Hier wurde alles IT-Wissen in eine Hardware „gegossen“, die einfach per Plug-and-play angeschlossen werden kann. Im Regelfall bedeutet das: Modul einsetzen, an den Anlagenbus und das Internet anschließen und die Kommunikation wird automatisch eingerichtet.
Für die Akzeptanz beim Automatisierer ist es zudem wichtig, dass die Nutzung der kompletten Plattform den üblichen Automatisierungstools ähnelt und sich nicht wie eine fremde IT-Welt anfühlt. Der Praktiker vor Ort sucht eine Lösung, mit der er einfach, gut und günstig die Vorteile einer Cloud nutzen und sich dabei weiter auf seine Aufgaben konzentrieren kann.
Neue Geschäftsmodelle möglich
Cloudlösungen vereinfachen aber nicht nur das Management verteilter Anlagen, sondern ermöglichen Unternehmen auch durch neue Geschäftsmodelle Kunden zu binden. So nutzt ein Hersteller von Großpumpen Ubix und bietet seinen Kunden über die Cloud einen erweiterten Service an. Hierzu gehören die Hilfe im Störungsfall, Updates und Änderungen an den Pumpensteuerungen, Wartungsoptimierungen und Verschleißteileservice. Zudem verwendet er die erfassten Daten in seiner Qualitätssicherung. Die Datensätze einzelner Pumpen aus definierten Anwendungen dienen dabei zur kontinuierlichen Verbesserung der Produkte.
Die Pumpen kommunizieren über eigene Mobilfunkverbindungen in die Cloud. Es besteht also keine Verbindung zu den Netzwerken des Endkunden, bei dem die jeweilige Pumpe betrieben wird. So kann die Cloudlösung schnell auf bestehende Anlagen quasi aufgesetzt werden, ohne die vorhandene IT-Infrastruktur zu tangieren. Das Alltagsgeschäft läuft dabei weiter.
Maschinen mit Mehrwert sind ein interessantes Model – noch weiter geht der Ansatz statt der Pumpe nur deren Leistung, also gepumptes Volumen, zu verkaufen. Auch ein solches Geschäftsmodell lässt sich mit der beschriebenen Lösung realisieren. Die Betriebsdaten werden mittels Ubix erfasst und zum Beispiel zur Rechnungserstellung und Optimierung genutzt. Der Pumpennutzer bezahlt dann beispielsweise monatlich das bewegte Volumen und hat eine genau kalkulierbare Kostenstruktur in seiner Produktion.
Die Zukunft hat erst begonnen
Cloudlösungen sind inzwischen „gesellschaftsfähig“ geworden. Anwender erkennen zunehmend den Nutzen und gewöhnen sich an den Gedanken, dass nicht alles auf dem eigenen Server passiert. Aktuelle Virenangriffe zeigen zudem, dass auch vor Ort installierte Systeme durchaus angreifbar sind. Da kann eine gut gewartete und gesicherte Cloudlösung gegenüber einer „mangelhaft“ gepflegten EDV im eigenen Betrieb die bessere Wahl sein.
Aktuell lässt sich nur erahnen, welche Potenziale noch in Cloudplattformen, Shareconomy und darauf basierenden Geschäftsmodellen schlummern. Der Nutzen geht weit über die reine Vernetzung hinaus. Nicht nur verteilte Anwendungen, auch ein lokaler Zusammenschluss vieler verschiedener Systeme über den einheitlichen „Cloud-Überbau“ bieten neue Möglichkeiten. Die Kreativität der Nutzer wird durch den modularen Aufbau der Software und ein flexibles Pay-per-Use-Abrechnungsmodell unterstützt. (mh)

Torsten Kraemer ist als Head of Department Ubix Projects Solutions für die Ubix GmbH in Flensburg tätig. torsten.kraemer@ubix.de

Dipl.-Chem. Andreas Zeiff ist Fachautor im Redaktionsbüro Stutensee. azeiff@rbsonline.de