Bestehende Maschinen lassen sich nachträglich an eine Cloud anbinden, indem Sie einen softwarebasierten Cloud Adapter auf einem geeigneten Gateway oder direkt auf der Steuerung installieren, der die vorhandenen Maschinendaten über Standardprotokolle ausliest und verschlüsselt in die Cloud überträgt. Ein Austausch der Steuerung oder ein Maschinenstillstand ist dafür in den meisten Fällen nicht erforderlich. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Hardware, Protokolle, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.
Welche Hardware wird für die Cloud-Anbindung bestehender Maschinen benötigt?
Für die nachträgliche Cloud-Anbindung einer bestehenden Maschine benötigen Sie in der Regel ein IoT-Gateway, auf dem ein Cloud Adapter als Softwarekomponente läuft. Dieses Gateway liest die Daten der vorhandenen Steuerung aus und leitet sie an die Cloud weiter. In vielen Fällen reicht ein handelsüblicher Industrie-PC oder ein Einplatinenrechner aus.
Entscheidend ist, dass das Gateway über einen Internetzugang verfügt, sei es per Ethernet, WLAN oder Mobilfunk. Gerade bei Maschinen an abgelegenen Standorten oder auf Baustellen bietet sich eine Mobilfunkverbindung über LTE oder 5G an. Für Anwendungen mit sehr geringem Datenaufkommen und großen Distanzen kann auch LoRaWAN eine sinnvolle Option sein, etwa für einzelne Sensoren in der Landwirtschaft oder im Außenbereich.
Viele moderne Steuerungen, zum Beispiel auf Basis von CODESYS, Linux oder Windows, können den Cloud Adapter direkt ausführen, ohne dass Sie zusätzliche Hardware anschaffen müssen. Der Adapter unterstützt ARM-, 32-Bit- und 64-Bit-Architekturen und ist damit auf einer breiten Palette von Geräten lauffähig. Plattformen wie PLCnext, ctrlX oder Weidmüller-Geräte werden ebenso unterstützt wie Standard-Linux-Systeme. Zusätzliche Hardware ist also oft gar nicht nötig, wenn die vorhandene Steuerung die Mindestanforderungen erfüllt.
Welche Kommunikationsprotokolle unterstützen die Cloud-Anbindung von Altmaschinen?
Die gängigsten Protokolle für die Cloud-Anbindung älterer Maschinen sind OPC-UA, Modbus TCP/RTU, Siemens S7 TCP, Beckhoff ADS, EtherNet/IP, BACnet, M-Bus, CODESYS und MQTT. Diese Protokolle decken den Großteil der in der Industrie eingesetzten Steuerungen und Feldgeräte ab, sodass sich auch ältere Anlagen ohne Steuerungstausch anbinden lassen.
Modbus ist dabei besonders relevant für Altmaschinen, da es seit Jahrzehnten in der Industrie verbreitet ist und von nahezu jeder älteren SPS sowie von Zählern und Sensoren unterstützt wird. OPC-UA hat sich als herstellerübergreifender Standard für neuere Anlagen etabliert und ermöglicht eine strukturierte, sichere Datenübertragung. Siemens S7 TCP spricht direkt mit S7-300-, S7-400- und S7-1200/1500-Steuerungen, ohne dass Änderungen am SPS-Programm notwendig sind.
MQTT eignet sich besonders für kleinere Geräte, Sensoren und Systeme, die bereits über eine eigene Internetverbindung verfügen. Das Protokoll ist schlank, ressourcenschonend und in vielen Embedded-Geräten bereits integriert, ganz nach dem Prinzip „Vom Sensor direkt in die Cloud“. Für Gebäudeautomation und Energiemessung sind BACnet und M-Bus die bevorzugten Protokolle. Durch die Kombination mehrerer Protokolle in einem einzigen Cloud Adapter können Sie auch heterogene Maschinenparks mit unterschiedlichen Steuerungsherstellern über eine einzige Plattform anbinden.
Wie läuft die technische Integration einer Maschine in eine Cloud-Plattform ab?
Die technische Integration einer Maschine in eine Cloud-Plattform läuft in vier Schritten ab: Gateway vorbereiten, Cloud Adapter installieren, Protokollverbindung konfigurieren und Datenpunkte in der Cloud-Oberfläche einrichten. Der gesamte Prozess lässt sich bei einfachen Anlagen in weniger als einer Stunde abschließen.
Im ersten Schritt installieren Sie den Cloud Adapter auf dem Gateway oder der Steuerung. Bei Linux-Systemen genügt ein einzeiliger Installationsbefehl. Anschließend öffnen Sie die webbasierte Benutzeroberfläche des Adapters und legen eine neue Verbindung an, in der Sie das gewünschte Protokoll, die IP-Adresse der Steuerung und die Zugangsdaten hinterlegen.
Sobald die Verbindung zur Steuerung steht, liest der Adapter die verfügbaren Datenpunkte aus. Diese Variablen stehen dann automatisch in der Cloud-Plattform zur Verfügung, wo Sie Visualisierungen, Dashboards und Berichte ohne Programmierkenntnisse erstellen. Updates des Cloud Adapters spielen Sie bequem per Over-the-Air-Update aus der Cloud ein, ohne vor Ort sein zu müssen.
Für CODESYS-Steuerungen gibt es einen dedizierten CODESYS Cloud Adapter als Library, die direkt in das SPS-Programm eingebunden wird. Alle Variablen aus der Symbolkonfiguration stehen danach sofort in der Cloud bereit. Dieser Ansatz erfordert keine zusätzliche Hardware und keinen separaten Gateway-Rechner.
Wie werden Maschinendaten bei der Cloud-Anbindung abgesichert?
Maschinendaten werden bei der Cloud-Anbindung durch Verschlüsselung bereits auf Steuerungsebene, eine gesicherte Benutzerauthentifizierung und ein optimiertes Übertragungsprotokoll abgesichert. Die Firewall vor Ort muss dabei keine eingehenden Verbindungen zulassen, da die Kommunikation ausschließlich ausgehend initiiert wird.
Dieses Prinzip unterscheidet eine moderne Cloud-Portallösung grundlegend von klassischen VPN-Ansätzen. Bei einem VPN müssen Sie in der Regel Ports öffnen, feste IP-Adressen vergeben und DNS-Einträge pflegen. Eine Portallösung baut die Verbindung hingegen von innen nach außen auf, ähnlich wie ein Browser eine Webseite aufruft. Das reduziert die Angriffsfläche erheblich.
Für Szenarien, in denen Sie vollen Netzwerkzugriff auf den Maschinenstandort benötigen, etwa um SPS-Programme zu aktualisieren oder Diagnosewerkzeuge zu nutzen, steht eine integrierte VPN-Funktion zur Verfügung. Über den VPN-Fernzugriff verbinden Sie sich mit zwei Klicks mit dem lokalen Netzwerk, ohne feste IP-Adressen, ohne DNS-Konfiguration und ohne Port-Forwarding. Sie arbeiten dann so, als wären Sie physisch vor Ort.
Bei Verbindungsunterbrechungen, etwa durch einen Mobilfunkausfall, speichert der Cloud Adapter die Daten lokal auf der Steuerung zwischen und synchronisiert sie automatisch, sobald die Verbindung wiederhergestellt ist. Datenverluste durch kurze Verbindungsabbrüche entstehen damit nicht.
Was kostet die nachträgliche Cloud-Anbindung einer Maschine?
Die Kosten für die nachträgliche Cloud-Anbindung einer Maschine setzen sich aus drei Komponenten zusammen: Hardware, Konnektivität und der Lizenz für die Cloud-Plattform. Die genaue Höhe hängt von der vorhandenen Infrastruktur, der Anzahl der Datenpunkte und dem gewählten Funktionsumfang ab.
Auf der Hardwareseite fallen oft keine oder nur geringe Kosten an, wenn die vorhandene Steuerung den Cloud Adapter direkt ausführen kann. Andernfalls genügt ein kostengünstiger Industrie-PC oder ein Einplatinenrechner. Die Softwarekomponenten für die Anbindung, also der Cloud Adapter selbst, sind in der Regel kostenlos verfügbar.
Für die Konnektivität benötigen Sie einen Internetanschluss am Maschinenstandort. Bei stationären Anlagen mit vorhandenem Netzwerk entstehen hier keine Zusatzkosten. Bei mobilen Maschinen oder abgelegenen Standorten kalkulieren Sie die Kosten für eine SIM-Karte mit Datentarif ein. Dank optimierter Übertragungsprotokolle ist der Datenverbrauch gering: Pro Datenpunkt fallen durchschnittlich nur 2 bis 10 MB pro Monat an, sodass selbst günstige Datentarife ausreichen.
Die laufenden Kosten für die Cloud-Plattform richten sich nach dem Anbieter, der Anzahl der Datenpunkte und dem gewählten Abonnementmodell. Flexible Subscription-Modelle ermöglichen es, klein anzufangen und die Lösung bei Bedarf zu skalieren. Genaue Preise sollten Sie direkt beim jeweiligen Anbieter anfragen, da diese stark vom konkreten Projektumfang abhängen.
Wann lohnt sich die Cloud-Anbindung für ältere Maschinen nicht?
Die Cloud-Anbindung lohnt sich für ältere Maschinen nicht, wenn die Maschine kurz vor dem Lebensende steht, kein verwertbarer Nutzen aus den Daten gezogen werden kann oder die Kosten für Gateway-Hardware und Konnektivität in keinem Verhältnis zum Betriebswert der Anlage stehen.
Ein weiteres Ausschlusskriterium ist eine vollständig isolierte Steuerungsumgebung ohne Kommunikationsschnittstelle. Sehr alte Maschinen ohne serielle Schnittstelle, Feldbus oder Ethernet lassen sich nicht ohne Hardware-Nachrüstung anbinden. In solchen Fällen müssen Sie zunächst externe Sensoren oder Signalwandler nachrüsten, was den Aufwand deutlich erhöht.
Auch der Datenschutz und regulatorische Anforderungen können gegen eine Cloud-Anbindung sprechen. In bestimmten Branchen oder bei sicherheitskritischen Anlagen gelten strenge Vorschriften dazu, welche Daten das Werksgelände verlassen dürfen. Hier ist vorab zu prüfen, ob eine On-Premises-Lösung oder eine private Cloud die bessere Wahl ist.
Schließlich sollten Sie den organisatorischen Aufwand realistisch einschätzen. Wenn niemand im Unternehmen die gesammelten Daten auswertet oder auf Alarme reagiert, bringt die technische Anbindung keinen Mehrwert. Der Nutzen einer Cloud-Anbindung entsteht erst dann, wenn die gewonnenen Daten aktiv für Wartungsplanung, Prozessoptimierung oder neue Serviceangebote genutzt werden.
Wie wir Sie bei der Cloud-Anbindung Ihrer Maschinen unterstützen
Wir von AnyViz haben unsere Plattform genau für die Anforderungen entwickelt, die bei der nachträglichen Cloud-Anbindung bestehender Maschinen entstehen: heterogene Steuerungslandschaften, begrenzte IT-Ressourcen und der Wunsch nach schneller Inbetriebnahme ohne Programmieraufwand. Dabei arbeiten wir als Mirasoft GmbH & Co. KG seit Jahren eng mit Automatisierungstechnikern und Maschinenbauern zusammen und kennen die typischen Hürden aus der Praxis.
- Breite Protokollunterstützung: Wir unterstützen OPC-UA, Modbus, Siemens S7 TCP, Beckhoff ADS, EtherNet/IP, BACnet, M-Bus, CODESYS und MQTT, sodass Sie nahezu jede bestehende Steuerung anbinden können.
- Kein zusätzlicher Hardware-Aufwand: Unser Universal Cloud Adapter läuft auf Linux und Windows, auf ARM- und x86-Architekturen sowie auf Plattformen wie PLCnext und ctrlX sowie auf Weidmüller-Geräten.
- Integrierte Sicherheit: Verschlüsselung auf Steuerungsebene, ausgehende Verbindungen ohne offene Firewall-Ports und eine integrierte VPN-Funktion für den vollen Netzwerkzugriff aus der Ferne.
- Datenpufferung bei Verbindungsausfall: Daten werden lokal zwischengespeichert und nach Wiederherstellung der Verbindung automatisch synchronisiert.
- Skalierbare Subscriptions: Starten Sie mit einer kleinen Anlage und erweitern Sie das Projekt bei Bedarf, ohne die Plattform wechseln zu müssen.
- White-Label-Option: Wenn Sie als Maschinenbauer oder Automatisierer ein eigenes Servicemodell aufbauen möchten, bieten wir eine White-Label-Variante unter Ihrer eigenen Marke an.
Wenn Sie sehen möchten, wie schnell sich eine Maschine in der Praxis anbinden lässt, können Sie unsere Plattform ohne Vorabkosten kennenlernen: Jetzt kostenlos registrieren und den vollen Funktionsumfang selbst testen.