DE102020200453A1 - Multi-Cloud-Industriecontroller - Google Patents

Multi-Cloud-Industriecontroller Download PDF

Info

Publication number
DE102020200453A1
DE102020200453A1 DE102020200453.6A DE102020200453A DE102020200453A1 DE 102020200453 A1 DE102020200453 A1 DE 102020200453A1 DE 102020200453 A DE102020200453 A DE 102020200453A DE 102020200453 A1 DE102020200453 A1 DE 102020200453A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cloud
control device
industrial control
cloud platform
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020200453.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Dirk Volkening
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wago Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Wago Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wago Verwaltungs GmbH filed Critical Wago Verwaltungs GmbH
Priority to DE102020200453.6A priority Critical patent/DE102020200453A1/de
Priority to CN202180007370.6A priority patent/CN114830050A/zh
Priority to EP21700170.0A priority patent/EP4091027A1/de
Priority to PCT/EP2021/050083 priority patent/WO2021144165A1/de
Publication of DE102020200453A1 publication Critical patent/DE102020200453A1/de
Priority to US17/865,143 priority patent/US20220350311A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41845Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by system universality, reconfigurability, modularity
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426Programming the control sequence
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/31From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31001CIM, total factory control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/31From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31368MAP manufacturing automation protocol
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/32Operator till task planning
    • G05B2219/32404Scada supervisory control and data acquisition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/80Management or planning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Control By Computers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine industrielle Steuerungsvorrichtung (20) mit Mitteln zum Steuern eines oder mehrerer Feldgeräte (10) in einer Automatisierungsanlage, ersten Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40a) zu einer ersten Cloud-Plattform (30a), zweiten Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40b) zu einer zweiten Cloud-Plattform (30b), und Mitteln zum Übertragen von Prozessdaten der Automatisierungsanlage an die erste und die zweite Cloud-Plattform (30a, 30b).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der industriellen Automatisierung und insbesondere eine industrielle Steuerungsvorrichtung, ein System, ein Computerprogramm und entsprechende Verfahren zur Kommunikation mit Multi-Cloud-Lösungen.
  • Stand der Technik
  • Die sogenannte vierte industrielle Revolution, auch Industrie 4.0 genannt, gilt als Treiber der weltweiten Wirtschaft. Unternehmen versuchen in diesem Zusammenhang, ihre Produktionsprozesse durch die digitale Vernetzung von Maschinen und Daten im Rahmen des „Internet of Things“ (IoT) weiter zu verbessern.
  • Um bei hoher Auslastung, sowohl im kontinuierlichen Betrieb als auch bei Spitzenlasten, ausreichend Speicherkapazitäten und Rechenleistung zur Verfügung zu haben, greifen immer mehr Industrieunternehmen auf zusätzliche externe IT-Infrastrukturen im Rahmen des sogenannten Cloud-Computings zurück. Unter Cloud-Computing versteht man allgemein eine IT-Infrastruktur, die beispielsweise über das Internet verfügbar gemacht wird und in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung und/oder Anwendungen („Software as a Service“; SaaS) bereitstellt. Anders gesagt umschreibt Cloud-Computing den Ansatz, IT-Infrastruktur über ein Rechnernetz zur Verfügung zu stellen, ohne dass diese lokal installiert sein muss.
  • Hierbei haben sich mittlerweile eine Vielzahl von Cloud-Lösungen unterschiedlicher Anbieter etabliert, welche jeweilige Dienste bzw. Anwendungen bereitstellen. Beispielsweise ermöglicht die WAGO Cloud der Anmelderin das zentrale Sammeln und Analysieren von Maschinen- und Anlagendaten sowie das Verwalten, Überwachen und Steuern von Automatisierungssystemen. Ein anderes Beispiel ist die IBM Cloud-Plattform, welche mittels ihrer KI-Lösung IBM Watson Funktionalitäten zur Wartung von Automatisierungssystemen im Rahmen der sogenannten „Predictive Maintenance“ bereitstellt. Die bestehenden Cloud-Lösungen weisen hierbei jeweils verschiedene Stärken und Schwächen für die Industrie 4.0 auf, sodass es wünschenswert ist, ein Automatisierungssystem gleichzeitig mit mehreren unterschiedlichen Cloud-Lösungen zu verbinden, um die jeweiligen Stärken zu kombinieren.
  • Eine Schwierigkeit hierbei ist jedoch, dass in den derzeit gebräuchlichen industriellen Steuerungsvorrichtungen („Controllern“) typischerweise nur ein einziger Cloud-Anbieter konfigurierbar ist, sodass die Vorteile mehrerer Cloud-basierter Lösungen nicht unmittelbar nutzbar gemacht werden können.
  • Anstatt den Cloud-Anbieter im Controller zu konfigurieren, ist es weiterhin bekannt, die Cloud-Anbindung durch eine dedizierte Zusatzkomponente innerhalb des Automatisierungssystems zu bewerkstelligen. Beispielsweise offenbart das europäische Patent EP 2 924 573 B1 einen Cloud-Agenten, welcher im Feld („on-premise“) industrielle Daten vom Controller bzw. anderen Feldgeräten einsammelt und diese zum Zwecke der weiteren Analyse an eine Cloud-Plattform überträgt. Auch in diesem System ist jedoch keine Anbindung an mehrere Cloud-basierte Lösungen vorgesehen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, in einem Automatisierungssystem mehrere, möglicherweise unterschiedliche, Cloud-Plattformen einfach, nahtlos und/oder robust nutzbar zu machen und somit die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest zum Teil zu überwinden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dieses Problem löst die vorliegende Erfindung durch eine industrielle Steuerungsvorrichtung, ein System, ein Verfahren und ein Computerprogramm, die in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine industrielle Steuerungsvorrichtung, wie beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), die nachfolgend auch allgemein als Controller bezeichnet wird. Die industrielle Steuerungsvorrichtung umfasst vorzugsweise fachübliche Mittel zum Regeln, Steuern und/oder Kommunizieren mit einem oder mehreren Feldgeräten in einer Automatisierungsanlage. Wenngleich die konkrete Ausprägung der Feldgeräte für die vorliegende Erfindung nachrangig ist, kann es sich bei diesen Feldgeräten beispielsweise um Sensoren, Messeinrichtungen, Aktoren, Schalter, Terminals, Nachrichtendisplays, Industrieroboter, Fertigungsmaschinen oder jede andere Art von industriellen Geräten handeln. Somit ist die vorliegende Erfindung zahlreichen Anwendungen in der industriellen Automatisierungstechnik zugänglich, wie beispielsweise in Fertigungsanlagen, Batch-Control-Systemen und/oder Überwachungssystemen. Der Begriff Automatisierungsanlage sei hier allgemein verstanden und umfasst neben industriellen Anlagen ebenso eingebettete Systeme wie Automobile oder sonstige Geräte.
  • Die industrielle Steuerungsvorrichtung weist erste und zweite Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung zu einer ersten und einer zweiten Cloud-Plattform auf, bzw. Speichermittel zum Speichern der ersten und zweiten Konfigurationsinformationen. Unter einer Cloud-Plattform sei hier, wie eingangs erwähnt, eine IT-Infrastruktur verstanden, welche über ein Netzwerk, insbesondere das Internet, mit der Automatisierungsanlage und somit mit der industriellen Steuerungsvorrichtung kommuniziert und Speicherplatz, Rechenleistung und/oder Anwendungen zur Verfügung stellt. Eine Cloud-Plattform kann, muss jedoch nicht, von einem Anbieter betrieben werden, der sich vom Betreiber der Automatisierungsanlege unterscheidet.
  • Im Gegensatz zu den eingangs erläuterten bekannten Controllern lässt sich die industrielle Steuerungsvorrichtung somit zur Kommunikation mit mehren Cloud-Plattformen konfigurieren, wodurch erstmals eine native Multi-Cloud-Anbindung ermöglicht wird. Die vorgeschlagene Lösung unterscheidet sich ferner dadurch von bekannten Konzepten, in welchen zusätzliche Cloud-Agenten vorgesehen sind, dass die Cloud-Anbindung direkt in der industriellen Steuerungsvorrichtung konfigurierbar ist und somit keine Zusatzkomponenten nötig sind, was die Komplexität der Infrastruktur gering hält.
  • Vorzugsweise sind die Konfigurationsinformationen in der Firmware der industriellen Steuerungsvorrichtung konfiguriert bzw. gespeichert, d.h. bei den oben genannten Speichermitteln kann es sich um die Firmware der Steuerungsvorrichtung handeln. Hierdurch wird eine besonders nahtlose Multi-Cloud-Anbindung bereitgestellt, da die herkömmliche Hard- und Softwarekonfiguration der industriellen Steuerungsvorrichtung verwendet werden kann, ohne dass besondere Anforderungen und Ausstattungsmerkmale der Steuervorrichtung nötig wären.
  • Die Anmelderin hat erkannt, dass sich durch die Firmware-Implementierung eine besonders vorteilhafte Trennung von Konfiguration und Applikation ergibt, analog zu anderen, dem Kunden bekannten Mechanismen. Beispielsweise kann eine VPN-Verbindung konfiguriert und später nur noch verwendet werden. Dieses Prinzip wird gemäß dieses Erfindungsaspekts auch bei der Cloud-Connectivity ermöglicht. Des Weiteren ergibt die Implementierung in der Firmware auch Performancevorteile gegenüber einer reinen applikativen Lösung. Auch bei der Fehleranalyse kann durch die Implementierung in der Firmware vergleichsweise schnell herausgefunden werden, wo bei Verbindungsproblemen der Fehler liegt. Es wird für die reine Verbindung keine Applikation benötigt. Tritt also ein Fehler auf, ist schnell klar, dass es mit der Konfiguration zu tun hat. Wird dann später die Applikation auf die Steuerungsvorrichtung gespielt und es tritt ein Fehler auf, ist klar, dass der Fehler hier liegt.
  • Herkömmlich bekannt ist, die Konfiguration und/oder das Caching nicht in der Controller-Firmware, sondern in der Applikation erfolgen zu lassen. Entsprechend größer und komplexer ist dann jedoch die Applikation. Die Applikation muss das Handling bei Verbindungsstörungen übernehmen, Daten cachen und/oder dafür sorgen, dass die richtigen Daten zum richtigen Broker gepublisht werden. Außerdem wird wie oben bereits beschrieben, die Fehleranalyse schwieriger. Die gesamte Applikation würde deutlich komplexer.
  • Für die Firmware-Implementierung, insbesondere die Zuordnung der Daten zu dem jeweiligen Broker kann die Bibliothek erweitert und/oder das Caching und/oder das Verbindungshandling angepasst werden. Dennoch kann eine Abwärtskompatibilität gewährleisten sein. Macht ein Kunde z.B. ein Downgrade von einer Zwei-Broker-Konfiguration auf einen alten Stand, der nur eine Konfiguration unterstützt, wird dies mit beibehalten der ersten Verbindung und Wegfall der zweiten Verbindung einfach möglich. Nutzen Kunden eine Möglichkeit mit nur einem Broker, stellt sich das nicht anders dar als zuvor, es bedingt also keine oder nur wenige Änderungen beim Programmieren.
  • Die industrielle Steuerungsvorrichtung umfasst Mittel zum Übertragen von Prozessdaten der Automatisierungsanlage an die erste und die zweite Cloud-Plattform vorgesehen. Bei den Prozessdaten kann es sich um jede Art von Daten handeln, die beim Betrieb der Automatisierungsanlage anfallen und von den Feldgeräten und anderen Komponenten der Automatisierungsanlage erzeugt werden.
  • In einem Aspekt kann die industrielle Steuerungsvorrichtung konfiguriert sein, dieselben Prozessdaten an die erste und die zweite Cloud-Plattform zu übertragen. Ein solches (ggf. gleichzeitiges) Senden von Daten an mehrere Cloud-Plattformen sorgt für Redundanz und erhöht dadurch die Ausfallsicherheit.
  • In einem anderen Aspekt kann die industrielle Steuerungsvorrichtung konfiguriert sein, unterschiedliche Prozessdaten an die erste und die zweite Cloud-Plattform zu übertragen. Eine entsprechende Verteilung von Daten auf mehrere Cloud-Plattformen kann vorteilhafterweise der Lastverteilung dienen. Auch ist es denkbar, die Verteilung der Daten nach gewissen Kriterien (z.B. Bearbeitungsgeschwindigkeit, Genauigkeit und/oder regionale Auswahlkriterien der Cloud-Lösungen) vorzunehmen, wodurch für die jeweils angestrebte Datenverarbeitung die am besten geeignetste Cloud-Lösung gewählt werden kann.
  • Beide Aspekte lassen sich ferner kombinieren, d.h. einige der Prozessdaten können redundant und andere Prozessdaten können selektiv verteilt werden.
  • Die industrielle Steuerungsvorrichtung kann ferner einen Datenverteiler aufweisen, der zum Übertragen der Prozessdaten (oder Teilen davon) an ein ERP-System, SCADA-System und/oder ein Visualisierungssystem eingerichtet ist, was eine weiterführende Nutzung der Daten erlaubt.
  • Die oben erläuterte industrielle Steuerungsvorrichtung kann auch in einem System zusammen mit einem Gateway vorgesehen werden. Das Gateway kann konfiguriert sein, die industrielle Steuerungsvorrichtung mit der ersten und der zweiten Cloud-Plattform zu verbinden. Ein technischer Vorteil eines solchen Gateways liegt in der Trennung der Feldebene von der IT-Ebene, was die Sicherheit erhöht. Wichtig ist hierbei die Trennung der Netze durch das Gateway. Ohne eine saubere Trennung könnten potentielle Angreifer einfacher in kritische Strukturen eindringen. Ferner kann ein separates Gateway Security-seitig aktualisiert werden, ohne die Automatisierungstechnik-Seite zu beeinflussen. Anders formuliert, kann die Maschine des Kunden weiterlaufen, während beim Gateway ein Security-Patch eingespielt wird. Wäre die Funktion auf einem Gerät vorhanden, könnte ein Securtity Update den Stillstand der Maschine bedingen.
  • Auch ist es denkbar, dass über eine Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Cloud-Plattform und der zweiten Cloud-Plattform Informationen zwischen den Cloud-Plattformen ausgetauscht werden können. Somit können Ergebnisse z.B. in einer Cloud-Plattform zusammengefasst dargestellt werden.
  • Die Vorteile dieses Aspekts hängen vom jeweiligen Anwendungsfall ab. In der Regel haben cloudbasierte Lösungen in gewissen Bereichen Stärken und in anderen Bereichen Schwächen. Beispielsweise kann eine erste Cloud-Lösung A ein umfangreiches Dashboard anbieten, d.h. also Visualisierungsmöglichkeiten der Daten vom Controller, womit der Kunde z.B. Energieverbräuche zweier Anlagen mittels Trends visualisieren und/oder vergleichen kann. Eine zweite Cloud Lösung B kann Analytics unterstützen, d.h. spezielle Algorithmen zur Datenanalyse, um z.B. vorhersagen zu können, wann eine Maschine gewartet werden muss. In einem solchen Fall sieht der oben genannte Erfindungsaspekt vor, alle (relevanten) Information, d.h. das Dashboard und/oder die Vorhersage, wann die Maschine gewartet werden muss, in einer Anzeige zu vereinen. Entsprechend benötigt Cloud-Lösung A für die Anzeige der Trends Daten vom Controller, und ebenso benötigt Cloud Lösung B für die Analytics Daten vom Controller. Um diese in einem Dashboard anzeigen zu können, können die Cloud-Lösungen A und B Daten austauschen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbinden einer wie oben beschriebenen industriellen Steuerungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Cloud-Plattform. Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen: Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung zwischen der industriellen Steuerungsvorrichtung und der ersten Cloud-Plattform, und Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung zwischen der industriellen Steuerungsvorrichtung und der zweiten Cloud-Plattform. Ferner kann das Verfahren Schritte umfassen, welche sämtlichen weiter oben im Zusammenhang mit der industriellen Steuerungsvorrichtung und dem System beschriebenen Funktionalitäten entsprechen.
  • Zuletzt wird ein Computerprogramm bereitgestellt. Das Computerprogramm umfasst Instruktionen zum Implementieren des obigen Verfahrens, wobei das Programm vorzugsweise in einer Firmware der industriellen Steuerungsvorrichtung implementiert ist.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert:
    • 1: Schematische Darstellung eines Multi-Cloud-fähigen industriellen Automatisierungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 2: Schematische Darstellung eines Multi-Cloud-fähigen industriellen Automatisierungssystems mit Gateway gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 3: Schematische Darstellung eines Multi-Cloud-fähigen industriellen Automatisierungssystems mit direkter Cloud-Kommunikation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 4: Schematische Darstellung eines Multi-Cloud-fähigen industriellen Automatisierungssystems mit Datenverteiler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines industriellen Automatisierungssystems gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Eine industrielle Steuerungsvorrichtung 20 (nachfolgend auch als Controller bezeichnet) kommuniziert wie dargestellt mit einem oder mehreren Feldgeräten 10. Die Kommunikation kann beispielsweise über ein Feldbusprotokoll und/oder ETHERNET erfolgen. Ferner weist der Controller 20 zwei Kommunikationsverbindungen 40a und 40b zu jeweiligen Cloud-Plattformen 30a und 30b auf. Die Kommunikationsverbindungen 40a und 40b können dasselbe oder unterschiedliche Protokolle unterstützen. Zumindest eine der Verbindungen kann auf dem Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)-Protokoll basieren.
  • Es versteht sich, dass die Kommunikationsverbindungen 40a und 40b logische Kommunikationsverbindungen sein können, die über dieselbe Netzwerkverbindung (z.B. das Internet) aufgebaut werden können. Alternativ ist es möglich, dass eine Cloud-Plattform (z.B. die Cloud-Plattform 40a) über ein entferntes Netzwerk (z.B. das Internet) angeschlossen ist, während die andere Cloud-Plattform (z.B. die Cloud-Plattform 40b) über ein LAN, WAN oder ähnliches verbunden ist. Selbstverständlich ist die in 1 gezeigte Konfiguration stark vereinfacht und die vorliegende Erfindung kann in Ausführungsformen noch weitere Cloud-Plattformen neben den dargestellten beispielhaften Cloud-Plattformen 30a und 30b umfassen.
  • Eine Schwierigkeit derzeitiger Industrie 4.0-Anwendungen und allgemein bei der Anbindung der Feldebene an die Cloud ist, dass unterschiedliche Cloud-Lösungen bzw. Cloud-Anbieter (mit ihren Diensten) unterschiedliche Stärken aufweisen, diese jedoch nicht innerhalb einer Plattform zur Verfügung stehen. Die in 1 dargestellte Konfiguration löst dies dadurch, dass der Controller 20 Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren jeweiliger Kommunikationsverbindungen zu der ersten Cloud-Plattform 30a und der zweiten Cloud-Plattform 30b aufweist. Hierdurch kann der Controller 20 für mehrere Cloud-Plattformen (welche auch IoT-Plattformen und/oder MQTT-Broker umfassen können) parametriert werden. Die Konfigurationsinformationen und damit die Parametrierung des Controllers 20 kann direkt in der Firmware des Controllers 20 erfolgen.
  • Der Controller 20 erlaubt es somit erstmals, die Vorteile mehrerer bzw. sogar unterschiedlicher Cloud-Lösungen auf einer Steuerung zu nutzen, wodurch sich zahlreiche technisch vorteilhafte Nutzungsszenarien ergeben:
    • - Gleichzeitiges Senden von Daten an mehrere (gleichartige oder unterschiedliche) Cloud-Lösungen, um die Redundanz, Ausfallsicherheit und/oder Fehlererkennung zu erhöhen. In diesem Szenario kann die Verbindung zu einer Cloud-Lösung abbrechen, ohne dass Daten verloren gehen oder der Systembetrieb beeinträchtigt wird. Sofern auf beiden Cloud-Plattformen die gleiche Anwendung läuft (z.B. eine Anwendung „Steuerung aus der Cloud“), wird die Ausfallsicherheit des gesamten Automatisierungssystems drastisch erhöht.
    • - Verteilung der Daten auf mehrere (gleichartige oder unterschiedliche) Cloud-Lösungen zur Lastverteilung.
    • - Zuteilung der Daten nach Kriterien (z.B. Bearbeitungsgeschwindigkeit, Genauigkeit, regionale Auswahlkriterien der Cloud-Lösungen) auf die jeweils für die Datenverarbeitung am besten geeignete Cloud-Lösung.
  • 2 zeigt ein dem System nach 1 weitgehend ähnliches System, jedoch mit einem zusätzlichen Gateway 50. Wie dargestellt erfolgt hier die Kommunikation zwischen dem Controller 20 und den Cloud-Plattformen 30a und 30b nicht direkt, sondern über das Gateway 50. Das optionale Gateway 50 dient somit der Trennung zwischen Feld- und IT-Ebene und erhöht durch diese Kapselung die Sicherheit.
  • 3 zeigt, dass auch mehrere Controller 20 (und zugehörige Feldgeräte 10) mit oder ohne Gateway 50 mit den Cloud-Plattformen 30a und 30b in Verbindung stehen können. Ferner ist in 3 eine direkte Kommunikationsverbindung 60 zwischen den Cloud-Plattformen 30a und 30b vorgesehen. Beide Aspekte sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kombiniert, es versteht sich jedoch, dass diese Aspekte auch unabhängig voneinander vorgesehen werden können. Mittels der zusätzlichen Kommunikationsverbindung 60 zwischen den Cloud-Lösungen 30a und 30b können beispielsweise Ergebnisse in einer Lösung zusammengefasst werden.
  • 4 zeigt einen zusätzlichen Datenverteiler 70, mit dem die Daten an andere Komponenten des Automatisierungssystems übertragen werden können, beispielsweise ein ERP-System, ein SCADA-System und/oder ein Visualisierungssystem. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Datenverteiler 70 als eigenständige Komponente realisiert, kann alternativ aber auch im Controller 20 und/oder im Gateway 50 vorgesehen werden.
  • Ein technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der gleichzeitigen Parametrisierung mehrerer, möglicherweise unterschiedlicher, Cloud-Lösungen im Umfeld von Automatisierungsanlagen innerhalb eines Controllers, vorzugsweise innerhalb der Controller-Firmware. Hierdurch können die Stärken verschiedener Cloud-Plattformen vorteilhaft kombiniert werden. In einem Anwendungsbeispiel kann etwa innerhalb einer Automatisierungslösung das Devicemanagement mittels WAGO Cloud erfolgen (ggf. inkl. Firmwareupdate für den/die Controller) und für die Datenanalyse die Predictive Maintenance von IBM Watson genutzt werden, wobei die Analyseergebnisse aus der Cloud an den Controller zurückgeschickt werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2924573 B1 [0006]

Claims (10)

  1. Eine industrielle Steuerungsvorrichtung (20), umfassend: Mittel zum Steuern eines oder mehrerer Feldgeräte (10) in einer Automatisierungsanlage; erste Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40a) zu einer ersten Cloud-Plattform (30a); zweite Konfigurationsinformationen zum Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40b) zu einer zweiten Cloud-Plattform (30b); und Mittel zum Übertragen von Prozessdaten der Automatisierungsanlage an die erste und die zweite Cloud-Plattform (30a, 30b).
  2. Die industrielle Steuerungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Firmware zum Speichern der ersten und der zweiten Konfigurationsinformationen.
  3. Die industrielle Steuerungsvorrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, konfiguriert zum Übertragen derselben Prozessdaten an die erste und die zweite Cloud-Plattform (30a, 30b).
  4. Die industrielle Steuerungsvorrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, konfiguriert zum Übertragen unterschiedlicher Prozessdaten an die erste und die zweite Cloud-Plattform (30a, 30b).
  5. Die industrielle Steuerungsvorrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Datenverteiler (70) zum Übertragen der Prozessdaten an ein ERP-System, ein SCADA-System und/oder ein Visualisierungssystem.
  6. Ein System, umfassend: eine industrielle Steuerungsvorrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 1-5; und ein Gateway (50), konfiguriert zum Verbinden der industriellen Steuerungsvorrichtung (20) mit der ersten und der zweiten Cloud-Plattform (30a, 30b).
  7. Das System nach Anspruch 6, umfassend: eine Kommunikationsverbindung (60) zwischen der ersten Cloud-Plattform (30a) und der zweiten Cloud-Plattform (30b) zum Austausch von Informationen zwischen der ersten und der zweiten Cloud-Plattform (30a, 30b).
  8. Ein Verfahren zum Verbinden einer industriellen Steuerungsvorrichtung (20) mit einer ersten und einer zweiten Cloud-Plattform (30a, 30b), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40a) zwischen der industriellen Steuerungsvorrichtung (20) und der ersten Cloud-Plattform (30a); und Konfigurieren einer Kommunikationsverbindung (40b) zwischen der industriellen Steuerungsvorrichtung (20) und der zweiten Cloud-Plattform (30b).
  9. Ein Computerprogramm, umfassend Instruktionen zum Implementieren des Verfahrens nach Anspruch 8.
  10. Das Computerprogramm nach Anspruch 9, wobei das Computerprogramm in einer Firmware der industriellen Steuerungsvorrichtung (20) implementiert ist.
DE102020200453.6A 2020-01-15 2020-01-15 Multi-Cloud-Industriecontroller Pending DE102020200453A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200453.6A DE102020200453A1 (de) 2020-01-15 2020-01-15 Multi-Cloud-Industriecontroller
CN202180007370.6A CN114830050A (zh) 2020-01-15 2021-01-05 多云工业控制器
EP21700170.0A EP4091027A1 (de) 2020-01-15 2021-01-05 Multi-cloud-industriecontroller
PCT/EP2021/050083 WO2021144165A1 (de) 2020-01-15 2021-01-05 Multi-cloud-industriecontroller
US17/865,143 US20220350311A1 (en) 2020-01-15 2022-07-14 Multi-cloud industrial controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200453.6A DE102020200453A1 (de) 2020-01-15 2020-01-15 Multi-Cloud-Industriecontroller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020200453A1 true DE102020200453A1 (de) 2021-07-15

Family

ID=74181189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020200453.6A Pending DE102020200453A1 (de) 2020-01-15 2020-01-15 Multi-Cloud-Industriecontroller

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220350311A1 (de)
EP (1) EP4091027A1 (de)
CN (1) CN114830050A (de)
DE (1) DE102020200453A1 (de)
WO (1) WO2021144165A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3346381A1 (de) * 2017-01-10 2018-07-11 Yokogawa Electric Corporation Cloud-dienststeuerungsvorrichtung, cloud-dienststeuerungssystem, cloud-dienststeuerungsverfahren, programm und speichermedium
EP2924573B1 (de) 2014-03-26 2019-06-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Datensammlung und -aufnahme vor ort mit industriellen cloud-agenten

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9450853B2 (en) * 2013-10-16 2016-09-20 International Business Machines Corporation Secure cloud management agent
US9565253B2 (en) * 2014-07-21 2017-02-07 International Business Machines Corporation Scalable approach to manage storage volumes across heterogenous cloud systems
DE102017115517A1 (de) * 2017-07-11 2019-01-17 Endress+Hauser Process Solutions Ag Verfahren und Datenumsetzungseinheit zum Überwachen einer Anlage der Automatisierungstechnik
US10482063B2 (en) * 2017-08-14 2019-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular control manifest generator for cloud automation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2924573B1 (de) 2014-03-26 2019-06-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Datensammlung und -aufnahme vor ort mit industriellen cloud-agenten
EP3346381A1 (de) * 2017-01-10 2018-07-11 Yokogawa Electric Corporation Cloud-dienststeuerungsvorrichtung, cloud-dienststeuerungssystem, cloud-dienststeuerungsverfahren, programm und speichermedium

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021144165A1 (de) 2021-07-22
US20220350311A1 (en) 2022-11-03
CN114830050A (zh) 2022-07-29
EP4091027A1 (de) 2022-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010029952B4 (de) Verfahren zum Integrieren von zumindest einem Feldgerät in ein Netzwerk der Automatisierungstechnik
EP2428861B1 (de) Verfahren zur rechnergestützten Analyse einer Automatisierungsanlage
EP2021924A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum austausch von daten auf basis des opc-kommunikationsprotokolls zwischen redundanten prozessautomatisierungskomponenten
DE102007026678A1 (de) Verfahren zum Austausch eines defekten Feldgerätes gegen ein neues Feldgerät in einem über digitalen Feldbus kommunizierenden System, insbesondere Automatisierungssystem
DE102016124348A1 (de) System und Mikroservice zum Überwachen einer Anlage der Prozessautomatisierung
DE102012003242A1 (de) Verfahren zum ausfallsicheren Betreiben eines Prozesssteuersystems mit redundanten Steuereinrichtungen
DE10343963A1 (de) Bereitstellung von Diagnoseinformationen
EP3637205A1 (de) Bildaufschaltung auf einem operator station client
EP1305677B1 (de) Verfahren zur ferndiagnose eines technologischen prozesses
DE102010063164A1 (de) Verfahren zum Integrieren von mindestens einem Feldgerät in ein Netzwerk der Automatisierungstechnik
EP3400452B1 (de) Transporteinheit mit zumindest einer anlage
WO2012065807A1 (de) Verfahren zum bereitstellen einer feldgerätetyp-übergreifenden diagnosemeldung
EP2422248A1 (de) System und verfahren zum verteilen von projektdaten einer sicherheitssteuerung einer automatisierten anlage auf die steuerungskomponenten
DE102020200453A1 (de) Multi-Cloud-Industriecontroller
EP3770704A1 (de) Cloudbasiertes dezentrales automatisierungssystem
EP2881812B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Automatisierungseinrichtung
EP4160390B1 (de) Verfahren und anordnung zur inbetriebnahme einer aktualisierten anwendung für eine industrielle automatisierungsanordnung
EP4096198A1 (de) Verfahren zur diagnose eines bordnetzes eines fahrzeugs
DE102013216421A1 (de) Steueranlage zum Steuern von zumindest einem Schweissprozess
EP2224301A1 (de) Automatisierungsanordnung mit einer industriellen Automatisierungskomponente und Verfahren zur Verwaltung einer industriellen Automatisierungskomponente
EP1019808B1 (de) Responsives system und verfahren zur digitalen signalverarbeitung sowie verfahren zum betrieb eines responsiven systems
LU500646B1 (de) Technik zur Bereitstellung einer Diagnosefunktionalität für eine auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung basierenden Anwendung
DE102021133959A1 (de) Verfahren zum Austausch eines Feldgeräts mit einem Ersatzfeldgerät in einer Messstelle einer Anlage der Automatisierungstechnik
DE102021123596A1 (de) Technik zur Bereitstellung einer Diagnosefunktionalität für eine auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung basierenden Anwendung
EP3553608A1 (de) Automatisierungsanlage und verfahren zum betreiben einer automatisierungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04L0029020000

Ipc: H04L0065000000

R016 Response to examination communication