Einfache Anwendungsentwicklung mit Container-Technologie

Unabhängige Bausteine

Damit leistungsfähigere und flexiblere Automatisierungssysteme entstehen können, werden zunehmend IoT-Technologien eingesetzt. So hat Weidmüller in seiner modularen Steuerung U-Control Web sogenannte Container-Technologie integriert. Dies ermöglicht es, eigene oder 3rd-Party-Software einfach zu nutzen und Ressourcen einzusparen.
 Bei der Steuerung U-Control 2000 ist die Engineering-Software inklusive verschiedener Softwaremodule wie Node-Red oder einem OPC-UA Server bereits integriert.
Bei der Steuerung U-Control 2000 ist die Engineering-Software inklusive verschiedener Softwaremodule wie Node-Red oder einem OPC-UA Server bereits integriert.Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG

Anwender müssen heute Automatisierungsaufgaben immer effizienter, einfacher und bedarfsorientierter gestalten. Dafür hat Weidmüller die flexible Automatisierungslösung U-Control Web von Anfang an auf Basis offener, plattformunabhängiger Web-Technologien für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau entwickelt. Sie gehört zum aufeinander abgestimmten Automatisierungsportfolio U-Mation. Der Einsatzbereich des Systems erstreckt sich von kleineren und mittleren Stand-alone-Maschinen bis hin zu großen Anlagen, wo es als dezentrale Steuereinheit dient. Der Webserver ist bereits installiert, die verschiedene Softwaremodule integriert: die Entwicklungsumgebung für die Automatisierung, die Entwicklungssoftware Node Red, Visualisierungssoftware und einen OPC UA Server. Hinzu kommt nun ein weiteres Modul, das zur Anbindung an industrielle IoT-Anwendungen dient: sogenannte Container.

 Die von U-Control Web erfassten 
und vorverarbeiteten Daten können dank Container-Technologie mit selbst entwickelter oder 3rd-Party-Software weiterverarbeitet werden.
Die von U-Control Web erfassten und vorverarbeiteten Daten können dank Container-Technologie mit selbst entwickelter oder 3rd-Party-Software weiterverarbeitet werden.Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG

Container für mehr Flexibilität

Das hat Vorteile für den Nutzer, wie die individuelle Erweiterungsmöglichkeit des Software-Spektrums, die Ausführung eigener oder 3rd-Party-Software innerhalb eines Containers und die Möglichkeit, zusätzliche Hardware einzusparen. Damit eröffnen Container-Anwendungen in der Automatisierungstechnik neue Einsatzmöglichkeiten: Findet die Datenverarbeitung etwa am Rande des Netzwerks statt, so sollten auch die dazu passenden Anwendungen dort ausführbar sein. Mit Container-Technologien, wie beispielsweise Docker, lassen sich Anwendungen flexibel zusammenstellen und in unterschiedlichsten Umgebungen einsetzen.

So kann der Anwender sein Steuerungssystem explizit auf seine Anwendung anpassen, sei es für eine Maschinensteuerung oder als Steuerungs- und Cloud-basierendes Informationssystem für Produkte und Anlagen. Anwender können eigene Softwarelösungen programmieren, nutzen vorhandene Open-Source-Software aus einem Container Hub oder greifen beispielsweise auf Lösungen wie Microsoft Azure, AWS Greengras oder andere zurück. Damit lässt sich die Funktionalität der Steuerung flexibel erweitern. Bei der einfachen Umsetzung, Einrichtung und Projektierung hilft die webbasierte Entwicklungs- und Konfigurationsumgebung U-Create Web von Weidmüller. Die Engineering-Software für Konfiguration, System-Parametrierung, Programmierung und Visualisierung verfügt über eine umfassende Funktionalität, weitere Engineering-Tools sind nicht notwendig. Versionskonflikte werden so vermieden. Die Anwendung ist auch für weniger erfahrene Nutzer einfach und erfolgt über einen Browser.

 Bei der einfachen Umsetzung, Einrichtung und Projektierung der U-Control hilft die webbasierte Entwicklungs- und Konfigurationsumgebung U-Create Web.
Bei der einfachen Umsetzung, Einrichtung und Projektierung der U-Control hilft die webbasierte Entwicklungs- und Konfigurationsumgebung U-Create Web.Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG

Unterschiedliche Software einfach einbinden

Viele Unternehmen nutzen bei IoT-Applikationen noch maßgeschneiderte Softwarelösungen für die Datenverarbeitung. Gravierender Nachteil: sie hängen stets von einzelnen Betriebssystemen bzw. -versionen ab. Damit lassen sie sich nur schwer auf andere Systeme portieren. Pflege und Verteilung von Software sind stets mit viel Aufwand verbunden. Das bedeutet beispielsweise, dass die neue Version eines Produktes und all seiner Komponenten meist zeitintensiv nachgepflegt werden muss. Alternativ eingesetzte virtuelle Maschinen wiederum benötigen viel Systemspeicher und stoßen an ihre Grenzen, wenn in dem Produktentstehungsprozess ein hoher Datendurchsatz bei gleichzeitiger Flexibilität gefordert wird.

Die Container-Technologie hingegen ermöglicht z.B. einem Hersteller von Antrieben, durchgängige Analysen der Antriebe durchzuführen und bei Bedarf Alarme bzw. Meldungen automatisiert zu verschicken. Dies erfolgt dann durch die Container, welche sich problemlos auf die U-Control Web integrieren lassen, um Daten aus den unterschiedlichen Antrieben des Herstellers in die Cloud zu übertragen.

Container und virtuelle Maschinen sind als eine Art Behälter zu verstehen. Eine virtuelle Maschine umfasst die Anwendung und alles, was für den Betrieb notwendig ist – inklusive des Betriebssystems. Ein Container ist ein Behälter, der die Anwendung und alles, was für den Betrieb notwendig ist, enthält – mit Ausnahme des Betriebssystems. Dadurch erfordert er weniger Systemressourcen, Pflege, sowie Inbetriebnahmeaufwand als eine virtuelle Maschine.

Die bekannteste Container-Technologie ist Docker, eine Open-Source-Lösung zur Container-Steuerung. Sie ist mit der Software Portainer einfach zu managen. Eingesetzt als benutzerfreundliches User-Interface bietet sie die Möglichkeit, fertige Docker-Container aus einer Registry zu laden und auf die U-Control von Weidmüller zu übertragen bzw. zu deployen. In Kürze wird es Weidmüller seinen Anwendern durch einen eigenen Add-On Manager sogar noch einfacher machen. Damit lassen sich bereits validierte Container aus einem eigenen Auswahlmenü mit einem Klick übertragen.

Der Einsatz von Containern bietet dem Anwender die Möglichkeit, in einer frühen Phase seine Produktentwicklung zu testen und in Betrieb zu nehmen, um festzustellen, ob die Funktionalität des Containers die Anforderungen der Applikation erfüllt. Das bietet erhebliche Zeit- und Kostenvorteile. Genug gute Gründe also für Weidmüller, die Container-Technologie in die Steuerungslösung U-Control Web zu integrieren.

Weidmüller GmbH & Co. KG

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