Die OT-Edge: Rückgrat der modernen Automatisierungsarchitektur
Claudio Fayad, Vice President of Technology im Bereich Systeme und Software bei Emerson, erklärt, wie die moderne OT-Edge als Rückgrat moderner Automatisierung dienen und den Zugriff auf Daten vom Intelligenten Feld zur Cloud verbessern wird.
Wenn Sie zehn Personen nach ihrer Definition von „die Edge“ fragen, erhalten Sie wahrscheinlich zwölf Antworten. Der Begriff „Edge“ wurde vor einigen Jahren von der IT-Branche eingeführt, um die Peripherie eines Computernetzwerks und die Strategie zu beschreiben, die Rechenleistung weiter an diese Peripherie zu verlagern. „Edge“ kann auf vielfältige Weise interpretiert und definiert werden - und alle Interpretationen können zutreffend sein. Aber es gibt eine neue, OT-spezifische Definition der Edge, die sich derzeit herausbildet und den Wandel der Automatisierung beschleunigt.
In den letzten vier Jahrzehnten haben Unternehmen stark in Automatisierungstechnologie investiert, um die Produktionseffizienz und Sicherheit zu verbessern und einen besseren Überblick über den Zustand der Anlagen zu erhalten. Die traditionelle Automatisierungsarchitektur war relativ einfach aufgebaut: Sensoren und Ventile im Feld waren über kabelgebundene E/A mit einem zentralen Steuerungssystem oder anderen funktionsspezifischen Softwaresystemen verbunden, z. B. für Wartung und Zuverlässigkeit, Sicherheit und mehr. Die Struktur dieser Technologiearchitektur war im letzten Jahr in etwa dieselbe wie vor 40 Jahren, mit nur einer wesentlichen Änderung in der Computerplattformtechnologie Mitte der 1990er Jahre.
Die Nachfrage nach mehr verwertbaren Informationen aus mehr Anwendungen, die schneller an mehr Menschen geliefert werden, führt zu einem revolutionären Umdenken in der Automatisierungsarchitektur. Das Rückgrat dieser neuen Architektur ist die OT-spezifische Edge, wo neue Technologien die Daten sicherer und freier zugänglich machen, die Rechenleistung auf alle Ebenen des Betriebs übertragen - sowohl vor Ort als auch außerhalb - und gleichzeitig das Management der ständig wachsenden Technologiedichte vereinfachen.
Hier sind einige Trends, die zeigen, wie die OT-Edge die Architektur der lokalen Datenverarbeitung neu definieren wird:
E/A- und Steuerungssystem-Entkoppelung: Diese massive Transformation der Feldkonnektivität vereinfacht die Verbindung von Feldgeräten mit Systemen. Die CHARMS Technologie von Emerson war die erste dieser Art, die diese Möglichkeit bot. Bald wird Ethernet-APL diesen Weg fortsetzen und die Leistungsfähigkeit von Ethernet nutzen, um E/A vom Leitsystem zu entkoppeln. Ethernet-Äquivalente aktueller Protokolle bringen mehr Datentypen in das Leitsystem und direkt in die Cloud-Analyse.
Hyperkonvergenz: Traditionell erforderte die Erweiterung oder Neukonfiguration der Kapazität eines Leitsystems ein Investitionsprojekt, erhebliche Kosten und viel Zeit. Neue hyperkonvergente Lösungen, bei denen die Rechenressourcen selbst flexibel funktional über Software partitioniert sind, ändern dieses Paradigma. Der Einsatz neuer Steuerungskapazitäten kann in der Hälfte der Zeit und mit einem wesentlich geringerem technologischen Aufwand erreicht werden, was zu einer höheren Geschwindigkeit und Flexibilität führt, ohne dass Kapitalinvestitionen oder neue physische Infrastruktur erforderlich sind.
Softwaredefinierte Steuerung: Heutzutage werden Prozessleitsysteme (Distributed Control Systems, DCS) mit Hardware-Reglern für extreme Temperatur-, Feuchtigkeits- und Vibrationsbedingungen entwickelt, obwohl dies nur bei etwa 25 % der Anwendungen wirklich erforderlich ist. Die meisten Regler-Hardwarekomponenten sind sicher in Steuerschränken untergebracht, die in klimatisierten Räumen aufgestellt sind. Softwaredefinierte Steuerung ermöglicht es Benutzern, Steuerungssoftware und -hardware unabhängig voneinander auszuwählen und nach Bedarf zu skalieren. Dies sorgt für Flexibiltät bei Einsatz und Systemverwaltung, ohne Determinismus, Genauigkeit oder Systemintegriät zu beeinträchtigen.
Software-Containerisierung: Durch die Entkoppelung von Softwarefunktionen vom Betriebssystem unter Beibehaltung der erforderlichen Funktionen des Betriebssystemkerns lassen sich leichtgewichtige Softwarecontainer einfacher in einer Infrastruktur bereitstellen und bieten so mehr Flexibilität und Sicherheit für Computing-Architekturen und die Datennutzung. Die Verteilung der Arbeitslast kann Engpässe verringern und den Zugriff auf Softwarefunktionen dort erweitern, wo sie benötigt werden.
Vereinheitlichung der Datenstruktur: Durch verteilte Standarddatenmodelle und Datenintegrationstools wie Inmation von AspenTech wird es möglich sein, Daten für mehr Anwendungen, einschließlich Cloud-Analysen, einheitlicher zugänglich zu machen. Ein vereinheitlichte Datenstruktur, die im gesamten OT-Edge-Bereich eingesetzt wird, hilft dabei, das intelligente Feld mit der Cloud zu verbinden, wobei kontextbezogene Daten an die richtige Person geliefert werden, unabhängig davon, wo diese sich befindet. Dies ermöglicht einfachere Analysen und neue Betriebsmodelle mit fachkundiger Unterstützung an jedem Ort.
IT/OT-Technologieintegration: Da IT und OT besser zusammenwachsen müssen, um eine sichere Unternehmenskonnektivität und bessere Integration zwischen OT-Systemen und IT-Plattformen zu gewährleisten, fungiert die OT-Edge als Hauptintegrationspunkt zwischen beiden Disziplinen. Diese Konvergenz erleichtert die Bereitstellung von Prozessleitsystemdaten im gesamten Unternehmen mit Technologien wie DeltaV™ Edge Environment von Emerson.
Sicherer, offener Zugang: Herkömmliche Sicherheitslösungen für die Automatisierung beschränken den Datenzugriff innerhalb der Anlagenumgebung. Durch Tools wie den AMS Device Manager Datenserver von Emerson wird ein offenerer und dennoch sicherer Zugriff bereitgestellt. So können externe Fachleute den Zustand der Geräte überwachen und Korrekturmaßnahmen empfehlen, was die Priorisierung und Reaktionszeit der Ressourcen vor Ort beschleunigt.
Innovationen wie künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, digitale Zwillinge und eingebettete Computertechnik treiben die Nachfrage nach umfangreicheren Datensätzen und einem einfacheren Zugang voran. Zentrale Systeme bieten nicht nur leistungsfähigere Rechenkapazitäten, sondern fast jedes Gerät oder jede Anlage hat jetzt auch die Möglichkeit, softwarebasierte Rechenaufgaben sofort vor Ort auszuführen. Die moderne OT-Edge macht dies möglich.
Ein großes Branchenbeispiel ist die Kraftwerksindustrie. Die weltweiten Netto-Null-Ziele führen zu einer steigenden Nachfrage nach Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Diese Ziele verändern außerdem die Struktur des „Netzes“, da die dezentrale Erzeugung die Nachfrage nach flexibleren Steuerungslösungen ankurbelt. Infolgedessen werden Widerstandsfähigkeit, Flexibilität und Reaktionsfähigkeit unserer Stromnetzinfrastruktur noch wichtiger. Die Ovation™ Grid Edge Lösungen unterstützen die Bereitstellung hochauflösender Netzdaten von Feldgeräten, Prozessleitsystemen und Netzmanagement-Software. Grid Edge Controller erweitern die Steuerungsmöglichkeiten über die Leitstelle hinaus und hin zum Feld, wo Geräte wie Spannungsregelsysteme, Leistungsschalter, dezentrale Energiequellen (DER) wie Solaranlagen und Ladegeräte für Elektrofahrzeuge überwacht und geregelt werden müssen.
Fortschrittliche Technologien wie diese helfen Unternehmen dabei, ihre Betriebsmodelle weiterzuentwickeln und ermöglichen cloudbasierte Unternehmensabläufe und -prozesse, von denen man vor einigen Jahren nur träumen konnte. Die OT-Edge ist das Rückgrat, das dies möglich macht.
Erfahren Sie in „Innovationen in der Automatisierung“ alles über Boundless AutomationSM.
