Inhaltsverzeichnis
1. Offene Plattformen weisen den Weg in die Zukunft
2. Der einfache Weg ins IIoT und die Automatisierung
3. u-OS – die Schnittstelle von IIoT und Automatisierung
4. Grenzen zwischen Gerätegruppen verlieren an Bedeutung
5. Umfangreiche Services für eine ganzheitliche Lösung
6. Hintergrund u-OS
Automatisierungstechnik (Operational Technology – OT) und Information Technology (IT) wachsen mehr und mehr zusammen. Erst dadurch wird Künstliche Intelligenz (KI) auch in industriellen Anwendungen nutzbar – sei es in Form von Automated Machine Learning für Ressourcenmanagement, Predictive Maintenance oder als Analysesystem für große Datenmengen. Gleichzeitig wird so die Basis geschaffen, um aktuellen Anforderungen wie dem Fachkräftemangel oder dem Klimawandel zu begegnen.
Grundlage dieser Anwendungen ist das Industrial IoT (IIoT) – doch noch sind viele Maschinen und Anlagen technisch nicht für dessen Einsatz vorbereitet. Im Gegenteil: Proprietäre Systeme, Schnittstellen und Protokolle schotten die Automatisierungssysteme ab.
Offene Plattformen weisen den Weg in die Zukunft
In Zukunft stehen die Zeichen jedoch auf Offenheit. Nur durch transparente und miteinander agierende Systeme kann das IIoT – und damit eine zukunftsfähige Produktion – verwirklicht werden. Weidmüller hat dazu auf der Messe SPS 2022 das Betriebssystem u-OS als offene Plattform vorgestellt – gemäß dem Motto: any Hardware – any Software – any Cloud. Ziel ist, Anwender zu befähigen, auf einfachem Weg ins IIoT und die Automatisierung zu gehen.
Die Detmolder setzen dafür auf die Smart Industrial Connectivity. Darunter versteht das Unternehmen nicht nur Verbindungselemente wie Reihenklemmen und Steckverbinder. Auch die Verbindung von IT und OT zählt zur cleveren Verbindungstechnik – etwa mit Switches sowie I/O- und Steuerungssystemen.
Weidmüller kombiniert Visualisierung Procon-Web und KI-Lösung Industrial AutoML
Der einfache Weg ins IIoT und die Automatisierung
Der Weg ins IIoT und die Automatisierung besteht aus vier Ebenen. Er beginnt bei der Datenerfassung, läuft über die Vorverarbeitung und die Steuerung direkt zur Kommunikation der Daten und endet bei deren Visualisierung und Analyse. Für all diese Schritte bietet Weidmüller die entsprechenden Produkte, wie beispielsweise:
- Smarte Sensoren u-sense
- Das Remote I/O-System u-remote
- Steuerungs- und Edgesysteme wie u-control M3000 und M4000
- Lösungen zu Single Pair Ethernet (SPE) und Security Router
- Die HMI-Lösung Procon-Web und das Industrial AutoML Tool
Noch wird das IIoT nur nachgerüstet und als Add-on verstanden. Aber in Zukunft wird es integraler Bestandteil der Maschinensteuerung sein. Schon jetzt gehen Steuerungstechnik, Automatisierung und das IIoT miteinander einher. Voraussetzung dafür sind flexible Plattformen, über die der Anwender die Wahl hat, ob er seine Anlagen automatisieren möchte, sie fähig macht für das IIoT – oder beides gleichzeitig.
u-OS – die Schnittstelle von IIoT und Automatisierung
Das Betriebssystem u-OS ist vor diesem Hintergrund entwickelt worden. Es ist der Kernbaustein des IIoT-Verständnisses von Weidmüller, denn es verbindet alle Ebenen auf dem einfachen Weg ins IIoT und die Automatisierung in sich.
Gleichzeitig kann der Anwender seine Maschinensteuerung einfach und präzise realisieren. Das gelingt durch die bekannte Entwicklungsumgebung Codesys. Auch das Zusammenspiel mit dem I/O-System u-remote, das mit elf verschiedenen Feldbusprotokollen kompatibel ist, erhöht die Flexibilität des Maschinenbauers. Das Betriebssystem läuft zudem auf Steuerungs- und Edgesystemen. Außerdem können Software und Cloudanbindungen über den u-OS App-Hub installiert werden. Das gilt nicht nur für Weidmüller-Software, sondern auch für anwendereigene Lösungen und die von Drittanbietern. Gleichermaßen kann der Anwender Geräte der Feldebene und der Steuerungsebene über Standardtreiber oder anwenderspezifische Treiber anbinden.
Bild: Weidmüller
Grenzen zwischen Gerätegruppen verlieren an Bedeutung
Durch Standards wie ARM SystemReady oder Intel x86 kann u-OS auf verschiedenen Geräteklassen installiert werden. Damit verwischen die Grenzen zwischen Steuerungen, IoT-Gateways und Edge-PCs immer mehr. Für Nutzer rückt auf diese Weise die Multisupplierstrategie ins Blickfeld.
Die neuen Editionen von u-OS, die auf der SPS 2023 vorgestellt wurden, schaffen zusätzliche Freiheit.
- Die „Community Version“ von u-OS wird in Zukunft auf Weidmüllers Webseite kostenlos zur Verfügung stehen. Diese kann zum Beispiel für den Raspberry Pi genutzt werden.
- Die sogenannte „Developer Edition“ richtet sich dagegen speziell an die Maschinenbauer, die das Betriebssystem eigenhändig an das von ihnen genutzte System anpassen wollen. Sie können dabei auf die Unterstützung des Entwicklerteams von Weidmüller bauen – von den Planungsgesprächen bis hin zur Einrichtung und der Wartung des Linux Systems.
Bei der Integration von Technologien vermeidet Weidmüller im Sinne der offenen Plattform proprietäre Systeme. Vielmehr werden Standards wie Codesys, Node-Red oder Docker genutzt – denn u-OS versteht sich nicht als eigenes Ökosystem. Es ist eine Plattform, die Ökosysteme verbindet.
Umfangreiche Services für eine ganzheitliche Lösung
Die Industrial Service Platform easyConnect rundet das IoT- und Automatisierungsportfolio ab. Mit Services rund um den gesamten Produktlebenszyklus können Kunden in jeder Phase der Produktion von ihr profitieren. Dienste rund um die Konfiguration und das Rolloutmanagement erleichtern die Installation einer Anlage. Der weltweite Remote-Zugriff reduziert Wartungskosten und Daten-Dashboards geben einen schnellen Überblick.
Offene Schnittstellen auf allen Ebenen – vom Sensor bis zur Cloud – ermöglichen auf diese Weise die einfache Einbindung von Produkten verschiedener Anbieter in der gesamten Produktionskette. So können Anwender stets flexibel bei der Wahl der Produkte bleiben und sich automatisierte und IIoT-fähige Anlagen nach dem eigenen Bedarf zusammenstellen. (co)
Hintergrund u-OS
Zur SPS 2022 vorgestellt, ermöglichte das Betriebssystem von Weidmüller schon zu Beginn die effiziente Datenvorverarbeitung und präzise Steuerung direkt an der Maschine. 2023 wurden die Funktionen des Betriebssystems weiter ausgebaut:
Hardware-Unabhängigkeit
- Weidmüller erweitert schrittweise die Verfügbarkeit von u-OS auf den verschiedenen Geräteklassen. Angefangen bei der Steuerung u-control 2000, auf der u-OS zum Launch lief, folgten die modularen Steuerungs- und Edge-Systeme u-control M3000 und M4000.
- Durch die offene Gestaltung des Betriebssystems ist es zukünftig möglich, u-OS auf generische Hardware auf Basis von ARM SystemReady und Intel x86 zu installieren.
- Für den Einplatinencomputer Raspberry Pi steht über die Weidmüller-Website zukünftig die „Community Edition“ zur Verfügung.
- Für den Maschinenbau bedeutet u-OS Unabhängigkeit. Durch die Kompatibilität von u-OS mit generischer Hardware wird es Maschinenbauern in Zukunft möglich sein, die Multi-Supplier-Strategie zu verwirklichen. Das sichert die Lieferfähigkeit und spart Kosten.
- Wer auf OEM-spezifische Hardware aufbaut, kann mit den Experten von Weidmüller ins Gespräch gehen. Mittels der „Developer Edition“ können Kunden u-OS in Eigenregie an ihre Hardware anpassen. Das Team von Weidmüller steht dabei unterstützend zur Seite.
Bild: Weidmüller
Software, Cloud und On-Premises
u-OS versteht sich als Plattform, nicht als ein weiteres „Ökosystem“. Daher ist es möglich, verschiedene Software einzubinden. So sind AutoML-Tools und Visualisierungssoftware integrierbar. Das gilt sowohl für Weidmüller-Apps als auch für Anwendungen von Weidmüller-Partnern. Zusätzlich ermöglicht die offene Gestaltung des Betriebssystems den Anwendern, auch eigene Systeme einzubinden. Grundlage dafür bilden APIs und die Container-Technologie. Das Fundament für das Zusammenspiel der verschiedenen Applikationen ist der u-OS Data Hub. So können Anwender auch ohne Programmierkenntnisse eine eigene Lösung zusammenstellen.
u-OS bietet gleichzeitig Spielraum für Entwickler. Wer selbstentwickelte Software nutzen möchte, kann die über Container-Technologie in u-OS einbinden. Dazu zählen auch On-Premises-Systeme. So können sich Anwender ihr System ganz nach dem eigenen Bedarf zusammenstellen.
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