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Ingo Baumgardt ist Head of Sensor Communication bei Leuze Electronic.

Bild: Leuze Electronic

Interview über Barcodeleser mit Cloud-Anbindung „Identgeräte haben Vorreiterrolle“

05.04.2018

Zusammen mit Microsoft entwickelte Leuze Electronic auf Basis des Barcodelesers BCL 348i eine Industrie 4.0-fähige Sensorlösung, die Daten direkt per OPC UA an die Azure Cloud und wieder zurück in den Sensor überträgt. Wir haben Ingo Baumgard, Head of Sensor Communication bei Leuze Electronic, nach Einsatzszenarien der Lösung gefragt.

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Direkte Sensorkommunikation in die Cloud - macht das für einen Barcodeleser alleine Sinn oder müsste nicht die ganze Infrastruktur darauf ausgelegt sein?

Für einen Codeleser, der Strichcodes oder 2D-Codes liest und damit beispielsweise Ware auf einer Transportstrecke identifiziert, gibt es heute schon verschiedenste Abnehmer, die an den Identifizierungsdaten interessiert sind. Diese wiederum sind über das gesamte Automatisierungsnetzwerk bis hin zum ERP-System verteilt, vielleicht sogar über mehrere Standorte innerhalb einer Firma. Spätestens jetzt kommt die Cloud als Transportmedium ins Spiel. Ein weiteres Beispiel kann ein modernes Asset-Management sein, in das möglichst alle Komponenten einer Anlage eingebunden werden sollen. Zum einen ermöglichen Kommunikationswege wie OPC UA die Geräteinformationen unabhängig von den Anlagensteuerungen an einem zentralen Ort zusammenzuführen und zu bewerten, zum anderen entstehen gerade in den Cloud-basierten Software-Plattformen neue Tools, die genau diese Aufgaben übernehmen und zentrale Auswertungen erlauben.

Ist Ihr Barcodeleser als Auftakt für die künftige Strategie einer barrierelosen Kommunikation ihrer Sensoren via OPC UA bis in die Cloud zu sehen?

Das ist sicher so. Wir haben uns in einem ersten Schritt auf unsere Identgeräte , Barcodeleser und 2D-Code Scanner, konzentriert, da diese vielfach schon mit einer Ethernet-Schnittstelle ausgestattet waren. Dadurch konnte die Kommunikation relativ einfach mit neuen Technologien wie OPC UA oder auch einem IoT-Hub für die Microsoft Azure Cloud erweitert werden. Hinzu kam, dass gerade Identgeräte in der Plattform 4.0 eine gewisse Vorreiterrolle hatten - so hat das AIM-Konsortium schon sehr früh einen Auto-ID Companion-Standard für OPC UA definiert und in die Plattform eingeführt. Aber die Familie der Sensoren, die an eine Cloud-Applikation angebunden werden können, wächst weiter. Denn auch einfachste Geräte wie Lichtschranken oder Ultraschallsensoren mit IO-Link werden über den IO-Link Master an der Digitalisierung teilnehmen. Die IO-Link Association arbeitet bereits an einer entsprechenden Abbildung auf OPC UA.

Als Besonderheit lässt sich der Barcodeleser auch direkt über die Cloud steuern. Welche Vorteile ergeben sich daraus?

Heute lässt sich der Barcodeleser aus einer Cloud-Applikation heraus triggern, das heißt eine Code-Lesung gezielt aktivieren. Unser Ziel war hierbei, erst einmal die notwendigen Technologien und Abläufe kennen zu lernen und zu testen. Hier sind für die Zukunft viele weitere Anwendungen denkbar, die eine aktive Kommunikation von der Cloud zu den Geräten möglich macht. Ein vielfach diskutiertes Thema ist hier der Firmware-Download im Rahmen eines Asset-Managements. Mit OPC UA als Überträger und der Cloud als Datenspeicher wird es möglich sein, in einer großen Anlage verteilte, oder schwer zugängliche Geräte von einer zentralen Stelle aus - und vor allem zu einem mit der Produktionsplanung abgestimmten Zeitpunkt - mit neuen Funktionen oder einem Sicherheitspatch auszustatten.

Sehen Sie künftig die klassische Steue­rung in vielen Szenarien überflüssig mit OPC-UA-kompatiblen Sensoren?

Die klassische Steuerung hat - heute noch - einen großen Vorteil: Die zeitlich deterministischen Rechen- und Datenübertragungsmechanismen. Viele Applikationen benötigen festgelegte Zykluszeiten im Bereich weniger Millisekunden, die heute aus der Cloud heraus noch nicht sicher gestellt werden können. Aber es gibt natürlich auch viele Anwendungen, die deutlich weniger zeitkritisch sind. Für diese kann eine Steuerung von zentraler Stelle wie einem Cloud-Server neue Vorteile bringen, indem zum Beispiel die Konsistenz der Abläufe auch über verschiedene Standorte sichergestellt werden kann, oder einfach nur die sonst notwendige Hardware entfällt.

Reichen die Mechanismen von OPC UA bei der direkten Cloud-Kommunikation Ihrer Sensoren für die Security aus?

Die Sicherheitsfunktionen von OPC UA wurden vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik umfassend analysiert und in einer Referenzimplementierung geprüft. In der Studie wurden keine systematischen Sicherheitslücken entdeckt und die Sicherheitsarchitektur als geeignet eingestuft. Die smarten Sensoren von Leuze unterstützen alle notwendigen Sicherheitsmerkmale der sicheren OPC UA- Kommunikation und bieten damit die Basis für eine sichere Verbindung. Grundsätzlich sind aber weitere Merkmale für ein sicheres Produkt notwendig. Das Sensorsystem muss sich einerseits eindeutig ausweisen und andererseits über einen sicheren Speicher für Zertifikate und Schlüssel verfügen. Die Sensoren von Leuze electronic unterstützen diese Sicherheitsmerkmale ideal mit Realisierungen in der Hardware.

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