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Was ist ICS@Cloud?

 
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
Beiträge: 1204

BeitragVerfasst am: 14.08.2018, 10:13    Titel: Was ist ICS@Cloud? Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

Ein ICS@Cloud-System besteht aus einen Gateway (z. B. ein Mitglied der SSV-IGW/9xx-Familie), optionalen I/O-Baugruppen mit Sensorschnittstellen, einer modularen Datenfluss-Laufzeit- und Konfigurationsumgebung sowie einem Remote Deployment Service. Mit einem ICS@Cloud-System können beliebige Sensoren und Steuerungen in der OT-Ebene sowohl mit einer OPC UA-basierten IT-Schnittstelle als auch einer hochsicheren Cloud-Anbindung auf sehr einfache Art und Weise nachträglich aufgerüstet werden. ICS@Cloud ermöglicht auch vollständige Maschinen- und Anlagen-Daten-Retrofit-Lösungen mittels nicht-invasiver Sensorik. Durch die integrierte Datenfluss-Software, die über einen „App Store“ per Internet mit beliebigen Steuerungs-, Sensor- und Cloud-Treibern an die jeweiligen Kundenbedürfnisse angepasst werden kann, existiert in Richtung der Cloud eine bisher unerreichte Flexibilität. Dadurch werden Abhängigkeiten von einer bestimmten Cloud-Plattform vermieden und Redundanzkonzepte ermöglicht (z. B. die gleichzeitige Verbindung zu mehr als einer Cloud).



Auf Grund der nahezu unüberschaubaren Vielfalt an Cloud- und IoT-Plattformen und die damit verbundenen Problematik bzgl. voneinander abweichender Protokoll-, Daten- und IT-Security-Vorgaben durch den jeweiligen Plattformbetreiber wurde der Remote Deployment Service (RDS) entwickelt. Der ICS@Cloud-Anwender muss sich nur einen Cloud-Anbieter aussuchen, das IGW/9xx vor Ort installieren, die Verbindungen zu Sensoren und Steuerungen herstellen und den RDS-Zugriff autorisieren. Danach schaltet sich per VPN ein SSV-Experte auf das IGW/9xx-Gateway und konfiguriert die Datenflussumgebung vom Sensor bis zur Cloud und erstellt auf Wunsch ein XML-basiertes Informationsmodell für die Datenpunkte in der OT-Ebene.

VG KDW


Zuletzt bearbeitet von kdw am 21.08.2018, 06:47, insgesamt einmal bearbeitet
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kdw



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BeitragVerfasst am: 14.08.2018, 10:23    Titel: Welchen Nutzen bietet ICS@Cloud? Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

Ein ICS@Cloud-System ermöglicht in erster Linie dem aktuellen Stand der IT-Technik entsprechende datenbasierte Lösungen in der Automatisierung, ohne dafür unternehmensintern komplexe Projekte aufsetzen und entsprechend qualifiziertes Personal einstellen zu müssen. Die Anwendungsbandbreite reicht von der klassischen Zustandsvisualisierung über OPC UA-basierte IT-Anbindungen (MES/ERP/CRM) bis hin zum Einsatz hochkomplexer Machine-Learning-Algorithmen, die in Cloud- und IoT-Plattformen als Services angeboten werden. Dadurch lassen sich Predictive Analytics-Lösungen, wie zum Beispiel Predictive Maintenance, Predictive Quality oder Energieeffizienzoptimierungen per Machine Learning realisieren. ICS@Cloud bietet den Anwender eine zukunftssichere und Update-fähige Datenschnittstelle für die OT-Ebene, die im Zusammenspiel mit dem Remote Deployment Service besonders beim zukünftigen KI-Einsatz im Umfeld von Maschinen und Anlagen ihren vollen Nutzen entfalten wird. Inflexible Edge-Gateway-Alternativen mit einer festen „Cloud-Plattform-Anbieter-Anbindung (Lock-in-Effekt)“ werden schon in wenigen Jahren zum Kostenproblem.

VG KDW
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
Beiträge: 1204

BeitragVerfasst am: 15.08.2018, 11:55    Titel: Use Case Cumulocity-Cloud Anbindung ... Antworten mit Zitat

Hallo Forum

Ein typischer ICS@Cloud-Anwendungsfall wäre ein Produktionsbetrieb mit drei Standorten in unterschiedlichen Ländern, der drei Maschinen gleichen Typs per Daten-Retrofit mit der Cululocity-Cloud verbinden will, um zum Beispiel automatisch Anomalien zu erkennen. Des Weiteren soll eine OEE (Overall Equipment Effectiveness) für jede einzelne Maschine gebildet werden, um die Standorte und Schichten besser miteinander vergleichen zu können.



Aus Sicht der Cumulocity-Cloud sind die dafür erforderlichen Sensoren in einem Sensor Network zusammengefasst (siehe linken Bereich der Abbildung). Dieses Sensor Network ist (südseitig) an einen Agenten gekoppelt, der per REST-API (REST = REpresentational State Transfer, spezielle Software-Schnittstelle, die das HTTP(S)-Protokoll nutzt) in nördlicher Richtung mit der Cumulocity-Cloud kommuniziert.Alle Sensoren an einer Maschine werden aus der Cumulocity-Perspektive zu einem Device Object (Device) zusammengefasst. Für den Agenten sind in der Cumulocity-Welt in diesem Anwendungsbeispiel drei Aufgabenbereiche vorgesehen:

Protokolle übersetzen: In Richtung der Cloud erfolgt eine HTTPS-basierte Kommunikation per REST. Als Datenformat für den HTTPS-Payload kommt JSON zum Einsatz. Zur Anbindung der Sensoren auf der Südseite existiert eine sehr große Vielfalt von zum Teil völlig unterschiedlichen Protokollen und Datenformaten. Die Aufgabe des Agenten ist es daher, alle Sensordaten im Push- oder Poll-Betrieb ein- bzw. auszulesen, in das erforderliche JSON-Format umzuwandeln und per HTTPS-Request an die Cumulocity-Cloud zu übertragen. Dabei muss der Agent zwischen Konfigurations-, Messwert-, Alarm- und Ereignisdaten differenzieren, die jeweils unterschiedliche Request-Formate benötigen.

Datenmodelle anpassen: Für alle Devices und die einzelnen Sensoren einer Device werden in der Cloud spezielle Namen und Einheiten (z. B. kWh) als Cululocity-spezifisches Modell angelegt. In einem einzelnen Sensorelement sind die jeweiligen Rohdaten in einem völlig anderen Modell oder mit anderen Einheiten (z. B. Spannung U und Strom I) präsent. Die Anpassung der jeweiligen Datenmodelle und das Umrechnen der Einheiten erfolgt daher ebenfalls durch den Agenten.

Sichere Kommunikation zur Cloud: Ein Cumulocity-Agent kann sich innerhalb der Cloud oder direkt in nächster Nähe zum Sensor Network befinden. Für dieses Anwendungsbeispiel gehen wir vom zweiten Fall aus. Insofern muss der Agent die HTTPS-Übertragung der Sensordaten zur Cloud mit einer dem Stand der Technik entsprechenden Security ausstatten. Dieser Funktionsteil des Agenten sollte über OTA (Over-the-Air) Remote Updates bei Bedarf auch an sich veränderte Sicherheitsanforderungen angepasst werden.

In einer ICS@Cloud-Lösung bildet zum Beispiel ein Gateway aus der IGW/9xx-Familie den Agenten zwischen Sensor Network und Cumulocity-REST-API (siehe rechten Bereich der Abbildung). Auf diesem Gateway sind daher die drei Aufgabenbereiche „Protokolle übersetzen, Datenmodelle anpassen und Kommunikation zur Cloud sichern“ auszuführen.

Das Cumulocity-REST-API ist in verschiedene Teilbereiche untergliedert. Die Messwerte eines Sensors werden zum Beispiel per Measurement API an die Cloud übermittelt. Für Ereignismeldungen ist das Event API zuständig. Alarme werden mit Hilfe des Alarm API zur Cloud übertragen.



Die Übersetzung der unterschiedlichen Protokolle zwischen Sensoren und Cloud sowie das Anpassen der Datenmodelle erfolgen auf dem Gateway mit Hilfe der integrierten Datenfluss-Software (Node-RED). Für die Security in Richtung Cloud sind auf einem Gateway der IGW/9xx-Familie keine zusätzlichen Erweiterungen oder Anpassungen erforderlich, da sowohl HTTPS als auch der VPN-Betrieb zum Standardfunktionsumfang gehören.

VG KDW
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
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BeitragVerfasst am: 23.08.2018, 15:20    Titel: Wireless Sensor Network ... Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

Die Verbindung zwischen den Sensoren und dem ICS@Cloud-Gateway kann auch vollständig drahtlos, also als Wireless Sensor Network (WSN) erfolgen.



VG KDW
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