Edge Server in der Gebäudeautomation

Brückenbau zwischen BAS und IIoT

Gebäudeautomationssysteme konzentrieren sich auf die Überwachung von Anlagen und Energie, um den Betrieb und die Wartung zu automatisieren. Viele Anlagenbetreiber wollen diese Funktionen erweitern und die Daten des Systems nutzen. Deren proprietäre Ansätze erschweren aber oft den Zugriff. Eine Brücke muss her.
Bild: ©Michael Traitov/stock.adobe.com

Ein großer Teil des Nutzenversprechens des industriellen IoT liegt mittlerweile im maschinellen Lernen sowie künstlicher Intelligenz in der Cloud. So lässt sich mithilfe von Daten prognostizieren, wann Geräte ausfallen und gewartet werden müssen. Die vorausschauende Analyse hängt allerdings vom Zugriff auf aktuelle und aussagekräftige Daten ab. Um einen vergleichbaren Ansatz in der Instandhaltung von Gebäuden und Infrastruktur zu verfolgen, muss auf die von Gebäudeautomationssystemen (BAS, Building Automation Systems) erzeugten Daten sowie auf den Kontext hinter diesen Daten zugegriffen werden. Diese Funktionen sind jedoch nicht Teil traditioneller BAS-Lösungen, bei denen es sich oftmals um geschlossenen Systeme handelt. Hier ist eine Brücke zwischen bestehenden Systemen und Cloud-Diensten gefragt.

Edge Server als Brücke

Industrielle Edge Server können eine solche Brücke bilden. Sie bieten die Möglichkeit, ein bestehendes System zu erweitern, indem sie verschiedene Standardschnittstellen und -protokolle mit den systeminternen Gerätetreibern unterstützt. Zudem werden Dienste unterstützen, die für die Automatisierung und Steuerung am Netzwerkrand (Edge) erforderlich sind – etwa Geräte-Manager, Scheduler und Alarm-Engines. Ein Edge Server bietet eine Southbridge zu den Geräten in einem BAS-System und eine Northbridge zu den Web- und Clouddiensten. Diese Interoperabilitätsschicht ist die Grundlage für eine durchgehende (End-to-End-)Lösung mit einer Daten-Fabric, die die North-/Southbridge-seitigen Systeme miteinander verbindet.

Teil eines Netzwerks

Durch einen Edge Server lassen sich IT- und industrielle Legacy-Systeme zusammenführen. Das BAS wird dem Server als Teil des lokalen Managementsystems angezeigt. Auf diese Weise kann es auf Daten aus dem gesamten Netzwerk zugreifen und diese Daten für systemübergreifende Entscheidungen und Handlungsempfehlungen verwenden. Im Internet und IoT ist der Server Teil eines größeren Netzwerks, der mit Remote-Diensten kommunizieren und Daten austauschen kann. @Zwischenüberschrift:BAS an das IoT anbinden

Der Adesto Edge Server SmartServer IoT enthält Gerätetreiber für BAS-Module und unterstützt gängige IoT-Protokolle, die im Bereich der Gebäudeautomation verwendet werden. Durch Treiber lässt sich das System auf neuere Kommunikationsprotokolle erweitern, die über die Gebäudeautomation hinausgehen, wie ZigBee oder WLAN. Der Edge Server enthält auch MQTT- und REST-APIs, mit denen Entwickler lokale oder Web-Anwendungen erstellen können. Solche Schnittstellen sind entscheidend für die Anbindung industrieller Systeme an das IoT, da es in geschlossenen BAS-Systemen für Entwickler oft schwierig ist, auf die Daten zuzugreifen.

IoT Access Protocol

Ein wesentlicher Bestandteil der Adesto-Lösung ist das IoT Access Protocol (IAP), das die Datenstruktur für Interoperabilität zwischen Protokollen, Geräten und Anwendungen bereitstellt. Daten und ihr Kontext können so über die North- und Southbridge zu und von einem Gerät übertragen werden. Entwickler haben über die Southbridge auch die Möglichkeit, Betriebssysteme zu verwalten, ohne die unterschiedlichen BAS-Protokolle verstehen zu müssen. Systementwickler können auf die Daten zugreifen, die sie zur Entwicklung von Anwendungen benötigen, die in der Cloud und am Netzwerkrand (Edge) ausgeführt werden können.

Zwei Arten von Servern

Bild: Adesto Technologies Corporation

Heute gibt es vor allem zwei Arten von Edge Servern, die sich für Gebäude- und Industrieautomation eignen. Zum einen sind dies Closed-Field- oder Automatisierungsserver von Anbietern im Bereich der Gebäude- und Industrieautomation. Diese unterstützen in der Regel nur die Protokolle und Geräte, die mit den Angeboten der Anbieter von Gebäudeautomationssystemen kompatibel sind. Das kann zu einer Bindung an einen einzigen Anbieter führen, was die Offenheit und Erweiterbarkeit auf Produkte außerhalb des Anbieter-Ökosystems einschränkt. Die Alternativen sind offene industrielle Gateways von IT-Anbietern. Diese beschränken die Nutzer zwar nicht auf ein einziges Ökosystem, es handelt sich jedoch oft um Bare-Metal-Linux- oder Windows-Computer. Bei diesen Maschinen sind oft umfangreiche Softwareentwicklungen und Tests erforderlich, um einen voll funktionsfähigen Edge-Server mit den Protokollen und Schnittstellen zu entwickeln, die für Anwendungen in der Gebäude- und Industrieautomation erforderlich sind. Der SmartServer IoT kombiniert umfassende, vorintegrierte, sofort einsatzbereite Funktionen von Gebäude- und Industriesystemen mit erweiterbaren Verbindungen zu neuen IoT-Netzwerken und Cloud-Diensten.

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