Industriesteuerungen virtuell und sicher

Obwohl Software in Steuerungssystemen immer wichtiger wird, ist deren Ausführung nach wie vor an physische Hardware gebunden. Durch Virtualisierung mittels Container-Technologie wird nun eine Abstraktion der Hardware ermöglicht. So können SPSen auf unterschiedlichen Plattformen wie Industrie-PCs, Edge-Computing-Systemen oder Servern ausgeführt werden.

Die notwendigen Komponenten der SPS werden als Image in einen Container „deployed“. So können auch mehrere SPS-Instanzen parallel betrieben werden, was eine flexible und skalierbare Auslastung von Speicher- und Rechenkapazitäten erlaubt. Physische oder virtuelle Netzwerkschnittstellen lassen sich auf die SPS mappen, sodass mehrere Feldbussysteme über einen einzigen Port betrieben werden können. Für die Echtzeitfähigkeit der Steuerung sorgen Betriebssystem bzw. Echtzeit-Patch.

In sicherheitskritischen Anwendungen, z B. nach IEC 61508, ist die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen entscheidend. Spätestens bei SIL3 ist eine zweikanalige Steuerungsarchitektur erforderlich. Virtuelle Steuerungen ermöglichen durch „Diversified Encoding“ eine softwarebasierte Zweikanaligkeit ohne spezielle Hardware. Die Technologie basiert auf „Coded Processing“ und bietet die Möglichkeit, Fehler im Daten- und Kontrollfluss der SPS-Programme durch redundante Softwarekanäle zu erkennen. Diese Kanäle führen die Sicherheitsapplikation nacheinander auf demselben CPU-Kern aus. Dieses Verfahren erreicht in Kombination mit weiteren Prüfmechanismen ein vergleichbares Sicherheitsniveau wie zweikanalige Hardware - jedoch ohne auf spezielle Hardware angewiesen zu sein.

CODESYS ist als Steuerungsplattform per se geräteunabhängig. Mit CODESYS Virtual Control und CODESYS Virtual Safe Control wird die Virtualisierung in der industriellen Automatisierung direkt nutzbar. Ihre Vorteile:

• Hohe Kosten- und Aufwandsreduktion bei Beschaffung, Installation und Wartung
• Wegfall spezieller Safety-Hardware
• Mehr Effizienz durch Freisetzung von Schaltschrankfläche und Wegfall von Netzteilen und Verkabelung
• Optimierte Betriebstechnologie (OT) durch zentrale Verwaltung von SPSen mit modernen IT-Methoden
• Verstärkte IT-Sicherheit durch „Secure by Design“: Isolation einzelner Komponenten in Containern
• Einfaches Generieren zusätzlicher virtueller Steuerungen auf vorhandenen Ressourcen statt Installation zusätzlicher Hardware

Die CODESYS Visualization enthält Darstellungsvarianten (Laufzeitclients) für die Darstellung von grafischen Visualisierungsbildern, die innerhalb des marktführenden IEC-61131-3-Programmiersystems CODESYS Development System erstellt wurden. Diese Varianten laufen als eigene Produkte auf unterschiedlichen Plattformen: CODESYS HMI ist eine Variante für Industrie-PCs, die CODESYS WebVisu sorgt mit HTML5 für die Anzeige der erzeugten grafischen Visualisierungsbilder innerhalb von Webbrowsern. Mit der CODESYS TargetVisu können die erzeugten Bilder direkt auf geeignete Steuerungssysteme mit eingebautem oder anschließbarem Display geladen und dort verwendet werden. Anhand verschiedener Kommunikationsmöglichkeiten können Steuerungsdaten auch auf abgesetzten Geräten visualisiert werden. Viele verfügbare grafische Bedienelemente und Funktionen, wie z. B. Sprachumschaltung, Einbindung von HTML-Seiten, Responsive Design oder Einbindung von Webapplikationen ermöglichen eine einfache Projektierung von natürlich bedienbaren Benutzeroberflächen. Darüber hinaus lassen sich auch bequem beliebige HTML5-Canvas-Elemente für die Visualisierung und Animation nutzen.

Produktspezifikationen:

Leistungsumfang im Überblick

• Praxisgerechte Controls
• Einbindung von HTML5-Canvas-Elementen
• Integrierte Projektierung im CODESYS Development System
• Integrierte Alarmverwaltung
• Ausgereifte Benutzerverwaltung
• Komfortable Umschaltung von Styles
• Smarte Wiederverwendbarkeit
• Sprachumschaltung/Bilder/Einheitenumschaltung
• Schlanke Module zur Datenaufzeichnung
• Flexibles Kommunikationskonzept
• Komfortable Unterstützung von Client-Animationen, Gestensteuerung und Multitouch-Funktionen

Verfügbare Darstellungsvarianten

• Integrierter Webclient in der Programmierumgebung CODESYS Development System, z. B. für Tests, Service- oder Diagnosezwecke bei Onlineverbindung mit der Steuerung
• CODESYS WebVisu: Der Webbrowser kommuniziert per JavaSkript mit dem Webserver in der Steuerung und stellt die Visualisierung optimiert per Responsive Design mittels HTML5 CanvasElement dar. Diese Technologie wird von praktisch allen Browsern unterstützt und steht somit auch für iOS sowie Android zur Verfügung.
• CODESYS TargetVisu: Ein Treiber für ein eingebautes oder angeschlossenes Display macht die Steuerung selbst zum Client: Steuerung und Visualisierung auf einem einzigen Gerät.
• CODESYS HMI: Ein portabler Client ermöglicht die Darstellung der Visualisierungsbilder auf Remote-Anzeigegeräten, z. B. unter Windows oder Linux.

CODESYS Safety bietet nach DIN IEC 61508 bzw. ISO 13849 zertifizierte Sicherheitssoftware für unterschiedliche Anwendungsbereiche. So realisieren Gerätehersteller mit CODESYS Safety SIL2 bzw. CODESYS Safety für SIL3 aus geeigneten Geräteplattformen Sicherheitssteuerungen z. B. für die Anwendung in Produktionsmaschinen oder mobilen Arbeitsmaschinen. Beide Produkte erleichtern bzw. beschleunigen die Zertifizierung solcher intelligenten Sicherheitssysteme ganz erheblich. Zusätzlich steht mit CODESYS Safety for EtherCAT Safety Modules eine weitere Produktvariante zur Verfügung. Sie ermöglicht in EtherCAT-Netzwerken die einfache Integration und Projektierung von SIL3-Sicherheitsapplikationen auf Basis von bereits zertifizierten EtherCAT-Safety-Modulen. Neu: Durch Coded Processing abgesicherte virtuelle Steuerungen lassen sich geräteunabhängig auf virtualisierten Plattformen im Container betreiben. Projektierung und Programmierung der Sicherheitsfunktionen erfolgt nahtlos integriert im CODESYS Development System mit geeigneten IEC-61131-3-Editoren sowie weiteren spezifischen Zusatzfunktionen für den jeweiligen SIL-Level.

Produktspezifikationen:

• CODESYS Safety – zur Herstellung eigener SIL3-Steuerungen mit vorzertifizierten Safety-System-Komponenten gemäß IEC 61508 und Programmierung innerhalb von CODESYS
  
  
• CODESYS Safety for EtherCAT Safety Module – Ready-to-use SIL3-Safety-Lösung ohne eigene Safety-Steuerung mit dezentraler EtherCAT-Klemme EL6900, vollständig integriert in der CODESYS Oberfläche
  
  
• CODESYS Safety SIL2 – zur Herstellung eigener SIL2-Steuerungen für mobile Anwendungen mit vorzertifizierten Safety-Software-Komponenten und Programmierung mit dem Standard-IEC-61131-3-Programmiersystem
• CODESYS Virtual Safe Control SL – virtuelle Sicherheitssteuerung ohne Hardwarebindung, zertifiziert für IEC 61508 SIL3

Der CODESYS Automation Server ist die Industrie-4.0-Plattform für die industrielle Automatisierung. Die cloudbasierte Serverplattform vereinfacht typische Aufgabenstellungen für Automatisierer. So können Maschinenbauer und -betreiber mit dem CODESYS Automation Server Steuerungssysteme mühelos in Betrieb nehmen, sichern, überwachen, managen, austauschen und updaten. Die webbasierte Bedienung des Servers kann von stationären oder mobilen Browsern gleichermaßen erfolgen.

Der CODESYS Automation Server bietet:

• Komfortable Geräteverwaltung ohne IT-Kenntnisse. Einfache Übersicht über die eigene Steuerungslandschaft mit Informationen zu Topologie, Zustand, Netzwerkadressen, aktuellem Projekt, Bootapplikation sowie Applikationsparametern
• Einfache und abgesicherte Geräteanbindung per Edge Gateway
• Steuerungsspezifische Funktionen wie automatisches Backup / Restore der Applikationssoftware, Benutzerverwaltung, Ausrollen von Applikationsänderungen, Zugriff auf integrierte Webvisualisierung, Remote Debugging sowie komfortable Zertifikatsverwaltung
• Einfache Aufzeichnung und Analyse von Prozessdaten und Events
• Sichere Datenkommunikation zwischen Server und Steuerungsnetzwerk: verschlüsselte/signierte Kommunikation auf Basis von X.509-Zertifikaten (wie beim Online-Banking), Nutzung sicherer Kommunikation für Remote Debugging und zur Anzeige von Web-Visualisierungen
• Gehostet in einer öffentlichen Cloud-Plattform als SaaS (Software as a Service): kein Installations- und Wartungsaufwand vor Ort, sofortiger Zugriff auf Updates und Verbesserungen. Neu: Jetzt auch als On-Premise-Produkt zum Hosting auf eigenen Plattformen.

Industriesteuerungen virtuell und sicher

Obwohl Software in Steuerungssystemen immer wichtiger wird, ist deren Ausführung nach wie vor an physische Hardware gebunden. Durch Virtualisierung mittels Container-Technologie wird nun eine Abstraktion der Hardware ermöglicht. So können SPSen auf unterschiedlichen Plattformen wie Industrie-PCs, Edge-Computing-Systemen oder Servern ausgeführt werden.

Die notwendigen Komponenten der SPS werden als Image in einen Container „deployed“. So können auch mehrere SPS-Instanzen parallel betrieben werden, was eine flexible und skalierbare Auslastung von Speicher- und Rechenkapazitäten erlaubt. Physische oder virtuelle Netzwerkschnittstellen lassen sich auf die SPS mappen, sodass mehrere Feldbussysteme über einen einzigen Port betrieben werden können. Für die Echtzeitfähigkeit der Steuerung sorgen Betriebssystem bzw. Echtzeit-Patch.

In sicherheitskritischen Anwendungen, z B. nach IEC 61508, ist die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen entscheidend. Spätestens bei SIL3 ist eine zweikanalige Steuerungsarchitektur erforderlich. Virtuelle Steuerungen ermöglichen durch „Diversified Encoding“ eine softwarebasierte Zweikanaligkeit ohne spezielle Hardware. Die Technologie basiert auf „Coded Processing“ und bietet die Möglichkeit, Fehler im Daten- und Kontrollfluss der SPS-Programme durch redundante Softwarekanäle zu erkennen. Diese Kanäle führen die Sicherheitsapplikation nacheinander auf demselben CPU-Kern aus. Dieses Verfahren erreicht in Kombination mit weiteren Prüfmechanismen ein vergleichbares Sicherheitsniveau wie zweikanalige Hardware - jedoch ohne auf spezielle Hardware angewiesen zu sein.

CODESYS ist als Steuerungsplattform per se geräteunabhängig. Mit CODESYS Virtual Control und CODESYS Virtual Safe Control wird die Virtualisierung in der industriellen Automatisierung direkt nutzbar. Ihre Vorteile:

• Hohe Kosten- und Aufwandsreduktion bei Beschaffung, Installation und Wartung
• Wegfall spezieller Safety-Hardware
• Mehr Effizienz durch Freisetzung von Schaltschrankfläche und Wegfall von Netzteilen und Verkabelung
• Optimierte Betriebstechnologie (OT) durch zentrale Verwaltung von SPSen mit modernen IT-Methoden
• Verstärkte IT-Sicherheit durch „Secure by Design“: Isolation einzelner Komponenten in Containern
• Einfaches Generieren zusätzlicher virtueller Steuerungen auf vorhandenen Ressourcen statt Installation zusätzlicher Hardware

Die CODESYS Visualization enthält Darstellungsvarianten (Laufzeitclients) für die Darstellung von grafischen Visualisierungsbildern, die innerhalb des marktführenden IEC-61131-3-Programmiersystems CODESYS Development System erstellt wurden. Diese Varianten laufen als eigene Produkte auf unterschiedlichen Plattformen: CODESYS HMI ist eine Variante für Industrie-PCs, die CODESYS WebVisu sorgt mit HTML5 für die Anzeige der erzeugten grafischen Visualisierungsbilder innerhalb von Webbrowsern. Mit der CODESYS TargetVisu können die erzeugten Bilder direkt auf geeignete Steuerungssysteme mit eingebautem oder anschließbarem Display geladen und dort verwendet werden. Anhand verschiedener Kommunikationsmöglichkeiten können Steuerungsdaten auch auf abgesetzten Geräten visualisiert werden. Viele verfügbare grafische Bedienelemente und Funktionen, wie z. B. Sprachumschaltung, Einbindung von HTML-Seiten, Responsive Design oder Einbindung von Webapplikationen ermöglichen eine einfache Projektierung von natürlich bedienbaren Benutzeroberflächen. Darüber hinaus lassen sich auch bequem beliebige HTML5-Canvas-Elemente für die Visualisierung und Animation nutzen.

Produktspezifikationen:

Leistungsumfang im Überblick

• Praxisgerechte Controls
• Einbindung von HTML5-Canvas-Elementen
• Integrierte Projektierung im CODESYS Development System
• Integrierte Alarmverwaltung
• Ausgereifte Benutzerverwaltung
• Komfortable Umschaltung von Styles
• Smarte Wiederverwendbarkeit
• Sprachumschaltung/Bilder/Einheitenumschaltung
• Schlanke Module zur Datenaufzeichnung
• Flexibles Kommunikationskonzept
• Komfortable Unterstützung von Client-Animationen, Gestensteuerung und Multitouch-Funktionen

Verfügbare Darstellungsvarianten

• Integrierter Webclient in der Programmierumgebung CODESYS Development System, z. B. für Tests, Service- oder Diagnosezwecke bei Onlineverbindung mit der Steuerung
• CODESYS WebVisu: Der Webbrowser kommuniziert per JavaSkript mit dem Webserver in der Steuerung und stellt die Visualisierung optimiert per Responsive Design mittels HTML5 CanvasElement dar. Diese Technologie wird von praktisch allen Browsern unterstützt und steht somit auch für iOS sowie Android zur Verfügung.
• CODESYS TargetVisu: Ein Treiber für ein eingebautes oder angeschlossenes Display macht die Steuerung selbst zum Client: Steuerung und Visualisierung auf einem einzigen Gerät.
• CODESYS HMI: Ein portabler Client ermöglicht die Darstellung der Visualisierungsbilder auf Remote-Anzeigegeräten, z. B. unter Windows oder Linux.

CODESYS Safety bietet nach DIN IEC 61508 bzw. ISO 13849 zertifizierte Sicherheitssoftware für unterschiedliche Anwendungsbereiche. So realisieren Gerätehersteller mit CODESYS Safety SIL2 bzw. CODESYS Safety für SIL3 aus geeigneten Geräteplattformen Sicherheitssteuerungen z. B. für die Anwendung in Produktionsmaschinen oder mobilen Arbeitsmaschinen. Beide Produkte erleichtern bzw. beschleunigen die Zertifizierung solcher intelligenten Sicherheitssysteme ganz erheblich. Zusätzlich steht mit CODESYS Safety for EtherCAT Safety Modules eine weitere Produktvariante zur Verfügung. Sie ermöglicht in EtherCAT-Netzwerken die einfache Integration und Projektierung von SIL3-Sicherheitsapplikationen auf Basis von bereits zertifizierten EtherCAT-Safety-Modulen. Neu: Durch Coded Processing abgesicherte virtuelle Steuerungen lassen sich geräteunabhängig auf virtualisierten Plattformen im Container betreiben. Projektierung und Programmierung der Sicherheitsfunktionen erfolgt nahtlos integriert im CODESYS Development System mit geeigneten IEC-61131-3-Editoren sowie weiteren spezifischen Zusatzfunktionen für den jeweiligen SIL-Level.

Produktspezifikationen:

• CODESYS Safety – zur Herstellung eigener SIL3-Steuerungen mit vorzertifizierten Safety-System-Komponenten gemäß IEC 61508 und Programmierung innerhalb von CODESYS
  
  
• CODESYS Safety for EtherCAT Safety Module – Ready-to-use SIL3-Safety-Lösung ohne eigene Safety-Steuerung mit dezentraler EtherCAT-Klemme EL6900, vollständig integriert in der CODESYS Oberfläche
  
  
• CODESYS Safety SIL2 – zur Herstellung eigener SIL2-Steuerungen für mobile Anwendungen mit vorzertifizierten Safety-Software-Komponenten und Programmierung mit dem Standard-IEC-61131-3-Programmiersystem
• CODESYS Virtual Safe Control SL – virtuelle Sicherheitssteuerung ohne Hardwarebindung, zertifiziert für IEC 61508 SIL3