IIoT in der Praxis: Gastvorlesung an der Berner Fachhochschule

Letzte Woche durfte ich als Gastreferent im Studiengang BASc Wirtschaftsingenieurwesen an der Berner Fachhochschule auftreten. Ziel war es, das Thema Industrial IoT nicht nur theoretisch zu vermitteln, sondern direkt an einer realen Anlage erlebbar zu machen. Der Kurs gliederte sich deshalb in einen Theorie- und einen Praxisteil.

Theorieteil: die Grundlagen des Industrial IoT

Im ersten Teil legten wir das gemeinsame Fundament. Wir behandelten die Bausteine, die ein industrielles IoT-Setup ausmachen, und ordneten ein, wie sie zusammenspielen:

IoT-Gateway. Die zentrale Schnittstelle zwischen der Steuerungsebene und den darüberliegenden Diensten.

Node-RED. Das flussbasierte Werkzeug zur Datenverarbeitung und Logikabbildung auf dem Gateway.

MQTT. Das schlanke Publish-Subscribe-Protokoll für die Datenübertragung in die Cloud.

Docker. Containerisierung als Basis für portable, gekapselte Anwendungen auf dem Gateway.

Fernwartung. Der sichere Remote-Zugriff auf die Anlage und das Gateway.

Die Aufgabenstellungen

Damit die Theorie greifbar wurde, definierten wir zwei praxisnahe Aufgaben, welche die Studierenden anschliessend selbst umsetzen mussten:

Aufgabe 1. Qualitätsrelevante Betriebsdaten – konkret die Presskraft der CP-Lab Muskelpresse – bezogen auf das individuelle Produkt (PNo) aufzeichnen.

Aufgabe 2. Den Lagerbestand der CP-Factory Roboter-Montage überwachen und bei Materialmangel (PCB) den Bedarf automatisch per E-Mail melden.

Praxisteil: zwei Gruppen, zwei Lösungen

Insgesamt waren acht Studierende dabei, die wir in zwei Vierergruppen aufteilten – jede Gruppe übernahm eine der beiden Aufgaben.

Gruppe 1 löste die erste Aufgabe. Dafür wurden sämtliche Variablen der Siemens-Steuerung mithilfe von Node-RED auf das IoT-Gateway überführt. Die Umsetzung der Logik erfolgte vollständig über eine JavaScript-Funktion in Node-RED. Zusätzlich wurden die Werte per MQTT an eine Cloud weitergeleitet.

Gruppe 2 kümmerte sich um die zweite Aufgabe. Auch hier wurden die Daten der Siemens-Steuerung zunächst auf das IoT-Gateway überführt. Für die Benachrichtigung kam anschliessend die E-Mail-Funktion in Node-RED zum Einsatz, die bei Materialmangel automatisch meldet.

Fazit

Keiner der Studierenden kannte das IoT-Gateway von Weidmüller vor diesem Kurs – und dennoch fiel allen der Einstieg sehr leicht. Das lag massgeblich daran, dass sich das Gateway einfach und schnell über einen Webbrowser konfigurieren und programmieren liess. Mich freute besonders zu sehen, wie viel Spass die Arbeit mit der Technik allen gemacht hat. Genau dieser Praxisbezug zeigt, dass Industrial IoT kein abstraktes Schlagwort bleiben muss, sondern in kurzer Zeit am realen Prozess erfahrbar wird.