Industrie 4.0 und die REST Schnittstelle

Während die Automatisierungswelt mit Systemen wie dem Profibus und hardwarenahen Schnittstellen arbeitet, setzt die ERP-Welt immer mehr auf Web-Technologien. Darüber, wie diese beiden Welten verschmelzen könnten, spekuliert dieser Artikel.

Dimensionen-Vergleich

Auf der einen Seite stehen die Automatisierer. Dabei handelt es sich meist um Elektrotechniker – Menschen, die nur an oder aus kennen, Ingeneure, die auf niedrigster Ebene Strom schalten, Widerstände berechnen und Kondensatoren dimensionieren. Sie sorgen dafür, dass die Maschine im Feld funktioniert und irgendwie von außen angesteuert werden kann.

Auf der anderen Seite stehen die Informatiker, die mit Datenbanken, großen Datenmengen und abstrakten Konzepten arbeiten. Sie müssen die Maschine nun auf irgendeiner Ebene ansteuern – und am besten etwas mehr High-Level. Sie plädieren auf eine REST-Schnittstelle, denn diese können sie von jedem Programm aus ansprechen.

Von den Automatisierern gibt es nun vielleicht ein paar tausend auf dem deutschen Markt. Personen, die die Web-Technologien beherrschen, sind hingegen hunderttausend bis eine Million allein in Deutschland, mehrere Millionen international.

Die Sensoren- und Maschinenhersteller müssen sich wohl oder übel den Web-Methoden anschließen, wenn sie in Wachsenden Märkten noch genügend Anwender finden wollen, die ihre Geräte auch beherrschen können.

Verlust der Echtzeit-Fähigkeit

Im Gegensatz zum Profibus und anderen Automatisierungs-Schnittstellen basiert die REST-Schnittstelle auf HTTP und das wiederum auf TCP, das per Definition (und bei Benutzung von Ethernet-Kabeln oder WLAN) nicht Echtzeit-fähig ist. Ist damit die Anwendung von REST gestorben?

Nein! Denn die Maschinen benötigen die Echtzeit-Fähigkeit nur intern. Der Sensor muss in Echtzeit dem Aktor melden, wann z.B. eine Back-Temperatur erreicht ist. Die Kommunikation der Maschine nach außen hin ist jedoch nicht mehr so kritisch. Die Maschine erfährt vom Produktionsleitsystem Parameter für das aktuell zu bearbeitende Stück, die nicht mehr so zeitkritisch sind. Wartet die Maschine 200ms zu lang, ist das keinesfalls kritisch, insbesondere dann nicht, wenn die Maschine noch nicht gestartet ist.

Des weiteren können die Maschinen Produktions-Warteschlangen empfangen, was ebenfalls den Druck, immer mit dem MES verbunden zu sein, minimiert. Doch für all diese komplexen Informationen wie Warteschlangen, Produktionsparameter und Rüstdaten, ist auch ein komplexes Datenformat nötig. Das von REST verwendete JSON eignet sich hervorragend dafür.

Fazit

Einige Hersteller von Sensoren und Roboter-Armen setzen bereits auf die REST-Schnittstelle und sind für die Zukunft des Internet der Dinge gewappnet. Bei anderen müssen erst mühsam Wrapper-Geräte zwischengeschaltet werden, die die REST-Kommandos des MES in spezifische BUS-Protokolle übersetzen. Das treibt natürlich die Projektkosten in die Höhe.

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