Proficloud von Phoenix Contact bei Ricola im Einsatz

Bei Ricola erfassen die dezentral installierten Proficloud-Steuerungen AXC-Cloud-Pro über anreihbare E/A-Module der Produktfamilie Axioline F die Daten mehrerer in den Lagerräumen verteilter Temperatursensoren und übermitteln sie via Internet an den Proficloud Koppler.
Bei Ricola erfassen die dezentral installierten Proficloud-Steuerungen AXC-Cloud-Pro über anreihbare E/A-Module der Produktfamilie Axioline F die Daten mehrerer in den Lagerräumen verteilter Temperatursensoren und übermitteln sie via Internet an den Proficloud Koppler.

Wer kennt den Werbeslogan nicht? – „Wer hat´s erfunden?“, der seit 1993 im Fernsehen und Radio gesendet wird und das Schweizer Unternehmen Ricola unvergessen gemacht hat. Dass sich die Tradition des Kräuterzuckerls und moderne Technologien nicht ausschließen, zeigt der Einsatz der Proficloud von Phoenix Contact.

Die 1930 als Confiserie Richterich & Compagnie im nordwestschweizerischen Laufen gegründete Ricola AG befindet sich auch in der dritten Generation im Familienbesitz. Als Pionier im naturgemäßen Kräuteranbau exportiert das Unternehmen 90 % seiner Kräuterspezialitäten in mehr als 50 Länder. Die 400 internationalen Mitarbeiter erzielen einen jährlichen Umsatz von rund 300 Millionen Schweizer Franken. Neben der Tradition steht Ricola ebenfalls für moderne Produktionsanlagen und innovative Produktideen. Die Entwicklung neuer Bonbons und Erschließung weiterer Märkte ist oftmals mit einer zusätzlichen Zertifizierung der Erzeugnisse verbunden. Der Verkauf in den USA erfordert beispielsweise die Erfüllung der hohen FDA-Anforderungen (Food & Drug Administration).

Für die damit einhergehende lückenlose Dokumentation von Lager- und Produktionsprozessen nutzt Ricola die Möglichkeiten des Cloud Computing. Zahlreiche Unternehmen sehen in dieser Technologie eine schwer greifbare Vision. Durch die zunehmende Vernetzung von intelligenten internetfähigen Geräten und den daraus gewonnenen Daten sollen sich Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit erhöhen, doch die konkrete Umsetzung und der sich ergebende Nutzen sind noch unklar. Wie eine wirtschaftliche Lösung aussehen kann, zeigt die Kombination bewährter Automatisierungstechnik mit der Proficloud von Phoenix Contact.

Standortübergreifende Weiterleitung von Zustandsdaten.

Der Industrial-Ethernet-Standard Profinet erlaubt die Realisierung vielfältiger Automatisierungskonzepte – vom Maschinenbau und der Fertigungstechnik über die Prozess- und Gebäudeautomation bis zur Antriebstechnik. Das echtzeitfähige Übertragungsprotokoll verwendet dazu den TCP/IP-Kanal sowie IT-Standards und bindet neben Feldbus- ebenso cloudbasierte Systeme ein. Durch den Einsatz der Proficloud-Technologie lassen sich jetzt Profinet-Netzwerke der Automatisierungstechnik – wie sie Ricola betreibt – mit dem Internet koppeln. Damit stehen dem Anwender die unbegrenzten Möglichkeiten des Internet of Things zur Verfügung.

Was hat das IoT aber mit der Herstellung von Kräuterspezialitäten zu tun? Die Ricola-Kräuter werden von rund 100 Kräuterbauern in fünf Regionen im Schweizer Berggebiet angebaut. Jährlich werden 1.400 t Kräuter verarbeitet, die optimal zu lagern und zu verarbeiten sind. Deshalb befi nden sich sowohl die Verwaltung als auch die Lager- und Produktionsstätten in Laufen, allerdings in verschiedenen Ortsteilen. Die dezentrale Anordnung der einzelnen Gebäude bedeutet, dass relevante Informationen möglichst kostengünstig zwischen ihnen ausgetauscht werden müssen. Zudem sollte die Lösung in die bestehende Automatisierungstechnik integriert werden. Daniel Bhend, Bereichsleiter Technik/Engineering bei Ricola, hat daher zusammen mit dem Integrator Kundert Automation AG und den Spezialisten von Phoenix Contact eine effiziente Lösung erarbeitet: Zum Datenaustausch über weite Strecken wird eine Kombination aus standardisierten Kommunikationsprotokollen der Automatisierungstechnik und das Internet genutzt.

Automatischer Verbindungsaufbau zur Cloud.

„Durch die Nutzung der Proficloud ersparen wir uns den Aufbau einer aufwändigen Netzwerkinfrastruktur.“ Daniel Bhend, Bereichsleiter Technik/Engineering bei Ricola
„Durch die Nutzung der Proficloud ersparen wir uns den Aufbau einer
aufwändigen Netzwerkinfrastruktur.“
Daniel Bhend, Bereichsleiter Technik/Engineering bei Ricola

In der Applikation bei Ricola müssen Informationen über den Zustand der rund 15 km von der Produktionsstätte entfernt gelegenen Lagerräume an das zentrale Prozessleitsystem (PLS) übertragen werden. Dazu waren die erfassten Messwerte via Profinet-Protokoll an das Prozessleitsystem zu übertragen. Die betreffende SPS übernimmt auch die Funktion eines Profinet Controllers, weshalb sich hier die Verwendung der Proficloud anbietet. Dies, da sich eine Proficloud-Anwendung standardmäßig aus mindestens einem Proficloud-Koppler, einem Proficloud-Device und einem Profinet-Controller zusammensetzt. Der Proficloud-Koppler bindet das lokale Profinet-Netzwerk über zwei Ethernet-Interfaces an die Proficloud an. Während die eine Schnittstelle dem Anschluss an das lokale Profinet-System in der Produktionsstätte dient, erfolgt die Ankopplung an das Internet über das zweite Ethernet-Interface. Anschließend initiiert der Koppler automatisch eine Verbindung mit der Proficloud und ist nach kurzer Zeit einsatzbereit. Gleiches gilt für die Proficloud-Devices, die ebenso einfach an das Internet angeschlossen werden und sich automatisch mit der Proficloud verbinden.

Bei Ricola erfassen die dezentral installierten Proficloud-Steuerungen AXC-Cloud-Pro über anreihbare E/A-Module der Produktfamilie Axioline F die Daten mehrerer in den Lagerräumen verteilter Temperatursensoren und übermitteln sie via Internet an den Proficloud-Koppler. „Durch die Nutzung der Proficloud ersparen wir uns den Aufbau einer aufwändigen Netzwerkinfrastruktur“, berichtet Daniel Bhend. Der von Ricola beauftragte Systemintegrator Kundert Automation AG musste lediglich die Proficloud-Devices mit der UUID (Universal Unique Identifier) in der Proficloud registrieren und dem zentralen Proficloud-Koppler zuordnen. UUIDs werden zur eindeutigen Kennzeichnung von Informationen in verteilten Systemen verwendet und sorgen somit für eine sichere Kommunikation über die Proficloud. Nach der Registrierung nimmt das Profinet-System die TLS-gesicherte Datenübertragung über die Proficloud auf.

Einfacher Abruf.

Mit der Steuerung AXC Cloud-Pro und den angereihten E/A-Modulen werden die Daten mehrerer in den Lagerräumen verteilter Temperatursensoren erfasst.
Mit der Steuerung AXC Cloud-Pro und den angereihten E/A-Modulen werden die Daten mehrerer in den Lagerräumen verteilter Temperatursensoren erfasst.

Neben der Erfassung und Weiterleitung von Messwerten aus den Lagerräumen werden bei Ricola die aktuellen Wetterinformationen an das PLS kommuniziert, um sie in den Prüfdokumenten der FDA zu hinterlegen. Zu diesem Zweck hätte Ricola eine Wetterstation installieren können, die eingestellt und an die SPS angebunden werden muss. Einfacher geht es mit dem Cloud Service/ Weather der Proficloud, mit dem sich per Wetterdienst Informationen aus dem Internet abrufen lassen. Diese kann die Steuerung dann direkt als Profinet-Daten nutzen. Der Proficloud-Dienst wird im Proficloud-System als virtuelles Proficloud-Device behandelt. Über die Eingangsprozessdaten legt der Anwender fest, für welchen Ort Wetterinformationen eingeholt werden sollen – in diesem Fall durch die Angabe der Koordinaten des Lagers.

Wie gelangen die Daten der Proficloud-Geräte nun zur SPS, und wie wird der Datenaustausch geschützt? Sobald eine Verbindung zum Internet und damit zur Cloud besteht, sendet das Profinet-Device seine Prozessdaten an die Proficloud. Die Beschränkung auf eine Outbound Connection stellt sicher, dass kein Internet-Teilnehmer eine unerwünschte Kommunikation mit den Proficloud-Geräten aufbauen kann, um beispielsweise die Temperaturdaten zu manipulieren. Ist der Anschluss über das Internet erfolgt, wird im Proficloud-Koppler eine Profinet-Instanz für jedes angekoppelte Proficloud-Device erstellt. Die Station im Lager und das Weather-Device erhalten also eine eigene IP- und MAC-Adresse, die im lokalen Profinet-Netzwerk abgebildet ist. Danach lässt sich jeder Proficloud-Teilnehmer wie ein lokales Profinet-Gerät programmieren.

Schutz gewährleistet.

Der Proficloud-Koppler bindet das lokale Profinet-Netzwerk über zwei Ethernet-Interfaces an die Proficloud an.
Der Koppler bindet das lokale Profinet-Netzwerk über zwei Ethernet-Interfaces an die Proficloud an.

Da die Datenübertragung der Koppler und Devices durch eine TLS1.2-Verschlüsselung geschützt ist und die Verbindung nur von den Proficloud-Teilnehmern initiiert werden kann, sind zwei wesentliche Aspekte hinsichtlich der Datensicherheit der Proficloud berücksichtigt. Selbst die Web-Applikation zur Parametrierung der Proficloud wird via https an den Anwender weitergeleitet und ist somit vor unbefugten Zugriffen abgesichert, was unabhängige Stellen bereits zertifiziert haben.

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