Industrielle Automation 1/2017

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Einfach mit der Cloud verbinden Ethernet-/USB-Serie – fit für das Internet of Things und leistungsfähig in jeder Umgebung Internet-of-Things (IoT)-Lösungen sind noch immer weit entfernt vom flächendeckenden Einsatz in der Industrie. Zudem haben IoT-Hub/ Cloud-Anbieter unterschiedliche Ansichten, was ein IoT-Gerät auszeichnet. Ein Unternehmen aus Wolfsburg geht hier mit positivem Beispiel voran und zeigt, wie Ethernet- und USB-Geräte per Javascript IoT-tauglich werden und sich in jeder Umgebung bewähren. In der nächsten Firmware-Version seiner Ethernet-/USB-Geräteserie wird das Unternehmen Goldammer neben dem schon seit jeher dort zur Verfügung stehenden LUA Interpreter eine weitere Möglichkeit zur Programmierung des Gerätes ausliefern: eine vollständige Node.js-Laufzeitumgebung. Denn eine Eigenschaft der momentanen IoT-Landschaft scheint zu sein, dass jeder Anbieter eine API und Beispiele zur Implementierung in einer Skriptsprache für den Raspberry Pi Einplatinencomputer zur Verfügung stellt – und eine Javascript API. Auch Microsofts vom Umfang her gewaltige Cloud-Lösung Azure Frank Mensing, Softwareentwicklung, bei der Goldammer GmbH in Wolfsburg setzt neben den eigenen verwalteten Umgebungen und einer C-API auf Javascript, ja sogar auch auf Node.js. Ihr Angebot enthält virtuelle Server, sogenannte Web-Apps, in vielen vorkonfigurierten Versionen, so unter anderem auch in einer Variante mit Node.js-Webserver. Der Grund ist leicht einsehbar, denn Javascript ist die Entwicklungs sprache hinter nahezu allen dynamischen Webseiten. Jeder Webentwickler muss Javascript beherrschen. Implementierung eines sicheren IoT-Gerätes Node.js besteht im Kern aus der Javascript- Laufzeitumgebung V8 des Webbrowsers Chrome von Google, ist mittlerweile als Webserver weit verbreitet und hat vor allem eine rege Open-Source-Entwicklergemeinde. Der Paketmanager für Node (NPM) allein stellt zurzeit (Januar 2017) 381 388 Erweiterungen zur Verfügung, täglich kommen neue hinzu. Die Node.js Engine der Goldammer Ethernet-/USB-Geräte verfügt über eine eigene Erweiterung, die eine Steuerung aller Funktionen des Gerätes enthält und daneben auch das bereits im Webserver genutzte, passwortgesicherte Remote-Procedure- Call-Modul. Um ein sicheres IoT des Gerätes zu implementieren, muss hier also nicht das Rad neu erfunden werden, sondern nur festgelegt werden, was wohin gesendet wird. Ein Skript, das zum Beispiel sekündlich live Spannungswerte an die Cloud des amerikanischen Anbieters InitialState liefert, würde also so aussehen, wie in Bild 02. IoT Devices im Modell von InitialState sind relativ dumm, eigentlich sind das nur Sensoren, die genau eine Aufgabe und genau eine Konfiguration haben. In einer echten IoT-Device-Implementierung für diesen Anbieter müsste also wahrscheinlich nur eine Umrechnung der Spannungswerte in die Skala des angeschlossenen Sensors und der Access-Key ergänzt werden. Fehlersuche in kurzer Zeit Die Kürze dieses Beispiels legt die Notwendigkeit nicht nahe, aber ein weiterer Vorteil bei der Entwicklung mit Node.js ist das Vorhandensein eines Remote-Debuggers. Aus seiner vertrauten Entwicklungsumgebung, z. B. Visual Studio oder Eclipse, verbindet sich der Entwickler mit dem Node-Server auf dem Gerät von Goldammer und spart so viel Zeit bei der Fehlersuche. Denn andere IoT-Lösungen wie Microsoft Azure oder die Amazon Webservices bieten durch bidirektionale Kommunikation ein deutlich komplexeres Modell eines IoT-Gerätes und sehen vielfältige Netzwerktopologien vor. Hier ist z. B. ein Szenario denkbar, in dem das Gerät nur gelegentlich mit seiner Cloud verbunden ist und dann Daten liefert sowie neue Instruktionen aufnimmt. Ist es nicht verbunden, misst oder steuert es autonom, zum Beispiel auf Schiffen oder Berggipfeln. Mit der Ethernet-/USB-Geräteserie lässt sich dies per Node.js-Skript ohne einen steuernden Rechner realisieren, weil er bereits eingebaut ist. Bilder: Aufmacher Fotolia, sonstige Goldammer www.goldammer.de 01 Das PC-Messsytem der Serie GEx verfügt über eine 100-MBit/s-Ethernet-Schnittstelle für die schnelle PC-Kommunikation (li: Zählerkarte; re: Multifinktionskarte) 02 Diese wenigen Zeilen Code (vollständiges Node.js Skript) reichen aus, um zu realisieren, dass die GEx-Messkarte im 1 000-ms-Intervall alle anliegenden Spannungswerte an die InitialState Cloud sendet 34 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2017
Offen, virtuell und vernetzt arbeiten Digital Workflow im Totally Integrated Automation Portal DFFA-A10222-00 Das Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) erhöht durch digitale Arbeitsabläufe die Flexibilität von Maschinenbauern und Anlagenbetreibern. Mit flexiblen Cloud-Lösungen, der virtuellen Inbetriebnahme mit einem digitalen Zwilling und offenen Schnittstellen für eine höhere Konnektivität arbeiten Sie offen, virtuell und vernetzt. Das TIA Portal ist damit der perfekte Zugang zur Automatisierung im Digital Enterprise. siemens.de/tia-portal
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