10 Kriterien, die Sie für Ihre Industrial-Edge-Computing-Geräte berücksichtigen sollten

Industrial-Edge-Computing-Geräte machen Edge Computing möglich. Sie ermöglichen die Nutzung und Wertschöpfung Ihrer Daten und unterstützen die Entscheidungsfindung in Echtzeit, die Verbesserung der Sicherheit und die Beschleunigung von Analysen.

 

Dieser neue und wachsende Markt bietet eine Fülle von Auswahlmöglichkeiten. Sie werden schnell feststellen, dass Sie bei der Suche nach Industrial-Edge-Computing-Geräten mehrere Optionen in Betracht ziehen können.

 

Zur Vereinfachung und Beschleunigung des Auswahlprozesses haben wir eine Liste mit 10 Schlüsselkriterien zusammengestellt, die bei der Auswahl eines Industrial-Edge-Computing-Geräts zu berücksichtigen sind.

 

1. Computing-Ressourcen

 

Bei Industrial-Edge-Computing-Geräten sind drei Haupttypen von Computeranforderungen zu berücksichtigen:

 

1. Prozessor: Leistung (Anzahl der Kerne, Leistung) und Typ (ARM vs. x86)
2. Arbeitsspeicher: Größe (GB) und Typ (DDR3, DDR4 oder DDR3L)
3. Datenspeicher: Größe (GB) und Typ (SSD vs. eMMC vs. SD-Karte)

 

Es ist unerlässlich, diese Rechenressourcen auf die Anforderungen der Anwendungen abzustimmen, mit denen sie genutzt werden sollen. So benötigen Analysegeräte unter Umständen eine höhere Prozessorleistung als Geräte zur Nachverfolgung von Assets.

 

Dieses Beispiel des Industriesoftware-Anbieters Inductive Automation zeigt die Anforderungen an Computerressourcen für Projekte und Anwendungen basierend auf ihrer Größe.

 

2. Formfaktor

 

Bei Industrial-Edge-Computing-Geräten gibt es vier unterschiedliche Formfaktoren, die sich in Größe, Form und anderen physischen Spezifikationen unterscheiden:

 

1. Hutschiene (IP20, IP30 oder IP40)
2. Panel (an der Maschine, IP67)
3. Wandhalterung
4. 19-Zoll-Schaltschrank

 

Auch hier ist die richtige Größe des Geräts von der Anwendung abhängig. So werden beispielsweise viele kleine Industrial-Edge-Computing-Geräte in Hutschienen- oder Schalttafel-Formfaktoren bereitgestellt.

 

3. Temperatur

 

Für Ihr Industrial-Edge-Computing-Gerät sind zwei Temperaturklassen zu berücksichtigen:

 

1. Betriebstemperatur: der Temperaturbereich der Umgebung, in der das Gerät betrieben wird (Stahl-/Glashersteller oder die Herstellung von Backwaren sind hitzeintensive Umgebungen, während die Herstellung medizinischer Produkte in einer kälteren Umgebung erfolgt)
2. Nicht-Betriebstemperatur: der Temperaturbereich, dem das Gerät im ausgeschalteten Zustand standhalten kann

 

In industriellen Anlagen sind oft höhere Betriebstemperaturen erforderlich als bei nicht-industriellen Gateways oder herkömmlichen IT-Servern. So muss zum Beispiel ein IT-Server in einem Bürogebäude nicht den Hitze- und Kältebedingungen standhalten, die in einer Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsanlage herrschen können.

 

Häufig findet man die folgenden üblichen Betriebstemperaturbereiche:

 

1. 5 bis 40 °C: IT-Rack-Server
2. -20 bis 60 °C: IT-Gateways
3. -40 bis 70 °C: OT-Gateways
4. -40 bis 85 °C: extreme Bedingungen

 

4. Versorgung

 

Was für eine Stromquelle benötigen Sie für Ihr Industrial-Edge-Computing-Gerät? Das hängt von der Branche, der Region, der Anwendung und den Anforderungen an die Gerätetemperatur, die Sicherheit, die Universalität der Stromversorgung, die Größe der Geräte usw. ab.

 

Gängige Eingangsspannungen sind:

 

• 12 V Gleichstrom
• 24 V Gleichstrom
• 36 V Gleichstrom
• 48 V Gleichstrom
• 110/250 V Gleichstrom
• 60/120/260 V Gleichstrom
• 24 V Wechselstrom
• 110/230 V Wechselstrom

 

Am ehesten finden Sie Industrial-Edge-Computing-Geräte, die Gleichspannungsbereiche von 12 V bis 48 V unterstützen, da industrielle Schalttafeln über eine Stromversorgung in diesem Bereich verfügen.

 

5. Stromverteilung

 

Zusätzlich zu herkömmlichen Stromversorgungssystemen kann neue Industrial-Edge-Hardware, die Power over Ethernet oder Power over Data Line unterstützt, den Installationsaufwand und die Verkabelung reduzieren.

 

Zwei beliebte Mechanismen zur Energielieferung sind:

 

1. PoDL (Power over Data Line)
2. PoE (Power over Ethernet)

 

Power over Data Line spezifiziert die Stromverteilung über ein einzelnes Twisted-Pair-Verbindungssegment. Es gibt vier Typen:

 

• Typ A: optimiert für 10BASE-T1S
• Typ B: optimiert für 1000BASE-T1
• Typ C: optimiert für 10BASE-T1S, 100BASE-T1 und 1000BASE-T1
• Typ E: optimiert für 10BASE-T1L

 

Power over Ethernet spezifiziert die Stromverteilung auf einer Twisted-Pair-Ethernet-Verkabelung. Auch hier gibt es vier Typen:

 

• Typ 1: Die maximale Leistung am Port beträgt 15,4 W
• Typ 2: Die maximale Leistung am Port beträgt 30 W
• Typ 3: Die maximale Leistung am Port beträgt 80 W
• Typ 4: Die maximale Leistung am Port beträgt 100 W

 

6. Zulassungen

 

Industrial-Edge-Computing-Geräte erfordern die Einhaltung von Sicherheitsstandards, Anforderungen und Zulassungen, die sich von denen für Edge-Hardware-Komponenten für nicht industrielle Umgebungen unterscheiden.

 

Zu den gängigen Zulassungen für diese Industriegeräte gehören:

 

• cUL508/cUL61010-1/-2-201: Sicherheitsnormen für industrielle Steuerungsanlagen
• cUL1604/ISA 12.12.01/FM3611: elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Umgebungen
• ATEX 100a, Zone 2: Klassifizierung der Gefahrenstellen
• IEC 61850-3: Kommunikationsprotokolle für Geräte in elektrischen Umspannwerken
• IEEE 1613: Umwelt- und Prüfanforderungen für Kommunikationsnetzgeräte in elektrischen Umspannwerken
• EN 50155, EN 45545: Normen für elektronische Geräte von Schienenfahrzeugen für Eisenbahnanwendungen
• EN 50121-4: Normen für Signal- und Telekommunikationsgeräte, die im Eisenbahnbereich installiert sind

 

Vergewissern Sie sich, dass das Gerät, das Sie in Betracht ziehen, den Anforderungen und Normen Ihrer Anwendung entspricht.

 

7. Native Netzwerkschnittstellen und Funktionen

 

Industrial-Edge-Computing-Geräte benötigen häufig Schnittstellen zur Unterstützung herkömmlicher IT- und spezifischer OT-Anwendungen.

 

Beispielsweise können die Geräte zur Unterstützung von IT-Anwendungen über Ethernet-, Glasfaser-, Wi-Fi- und/oder Mobilfunkschnittstellen verfügen.

 

Zur Unterstützung von OT-Anwendungen finden sich Netzwerkschnittstellen wie seriell, IO-Link, Single-Pair Ethernet und/oder 900 MHz.

 

Abgesehen von den in das Gerät integrierten Netzwerkschnittstellen gibt es bestimmte Merkmale, auf die Sie zum Schutz der Datensicherheit und -zugänglichkeit achten sollten:

 

• Firewalling (z. B. IP-Whitelisting), das Datenpakete auf der Grundlage voreingestellter Sicherheitsparameter zulässt oder blockiert
• Routing (z. B. LAN-zu-WAN-Routing, WAN-Sicherung, IP-Masquerading, NAT, Port-Forwarding, L2-Bridging), um den Fluss der Datenübertragung zu bestimmen
• Fernzugriff/VPNs (z. B. OpenVPN, IPsec usw.), damit Personen außerhalb des Standorts benötigte Daten abrufen können
• Redundanz (z. B. PRP, HSR, RSTP, MRP, DLR usw.), um die Verfügbarkeit und die Wiederherstellungszeit des Netzes mit Ihrer Anwendung abzustimmen
• Protokollunterstützung (z. B. EtherNet/IP, Modbus, SNMP usw.), damit das Gerät mit verschiedenen industriellen Netzwerkprotokollen interagieren kann
• Netzwerkdiagnose (z. B. PCAP-Exporte), um die Ursache von Fehlern im Netzwerk zu finden
• OT-spezifische Funktionen, einschließlich der Unterstützung des neu entstehenden Time-Sensitive Networking (TSN) Standards

 

8. Natives Edge-Application-Management

 

Moderne Industrial-Edge-Computing-Geräte sind häufig mit Container-Managern und Hypervisoren vorkonfiguriert. Diese ermöglichen die Abstraktion der Edge-Anwendungen von der zugrunde liegenden Hardware und die nahtlose Ausführung von virtuellen Maschinen und Containern verschiedener OT-Edge-Anbieter.

 

Mit dieser Funktion können Sie Workloads verwalten und bereitstellen.

 

9. Sicherheit

 

Hardware-basierte Sicherheit verhindert, dass nicht genehmigter Code auf der Computing-Hardware ausgeführt wird. Außerdem wird sichergestellt, dass Ihre vertraulichen Daten sicher auf dem Gerät gespeichert sind.

 

Zur Gewährleistung der Sicherheit sollten Sie auf folgende Merkmale achten:

 

• Secure Boot: eine Sicherheitsfunktion, die verhindert, dass Schadsoftware geladen wird, sodass nur zugelassene Betriebssysteme hochgefahren werden können
• TPM (Trusted Platform Module): die Fähigkeit, Sicherheitsinformationen auf dem Gerät zu speichern, um die Manipulationssicherheit zu erhöhen

 

10. Nicht-technische Aspekte

 

Um den größtmöglichen Nutzen aus Ihrer Investition zu ziehen, sollten Sie einige nichttechnische Punkte für Ihr Industrial-Edge-Computing-Gerät beachten.

 

Prüfen Sie zunächst die Garantie und das End-of-Life-Datum (EOL). Es wird erwartet, dass Industrial-Edge-Computing-Geräte viele Jahre länger im Einsatz bleiben als herkömmliche IT-Edge-Computing-Geräte. Stellen Sie sicher, dass dies in den Garantien und EOL-Daten berücksichtigt wird. Zum Vergleich der typischen Lebensspannen:

 

• OT-Geräte: 5–10 Jahre oder länger
• IT-Geräte: max. 3–5 Jahre

 

Als Nächstes ist die MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) zu betrachten, d. h. die durchschnittliche Zeit, die das Gerät zwischen zwei Ausfällen arbeitet. Die Telcordia SR-332-Testergebnisse helfen bei der Vorhersage der zu erwartenden Ausfallzeiten pro Jahr und der Systemverfügbarkeit. So wissen Sie, womit Sie rechnen müssen.

 

Schließlich sollten Sie sich die Zeit nehmen, die Menschen hinter dem Industrial-Edge-Computing-Gerät, das Sie in Betracht ziehen, kennenzulernen. Kennen sie Ihre Branche und Ihre besonderen Herausforderungen? Haben sie eine Antwort auf Ihre Fragen?

 

Bereiten Sie sich auf Ihr nächstes Industrial-Edge-Computing-Gerät vor

 

Bei der Suche nach dem richtigen Industrial-Edge-Computing-Gerät gibt es natürlich einige Punkte zu beachten.

 

Belden steht Ihnen als vertrauensvoller Berater zur Seite, damit Sie sich bei Ihrer Entscheidung sicher fühlen. Mithilfe unserer Lösungen können Sie eine industrielle Infrastruktur aufbauen, die Ihre Ziele für Industrial Edge Computing und IIoT unterstützt. Wir helfen Ihnen nicht nur dabei, Ihre Daten zu übermitteln und zu schützen, sondern auch einen Mehrwert aus diesen Daten zu gewinnen.

 

Bleiben Sie dran, wenn es im August spannende Neuigkeiten über OpEdge-8D, unser neues Industrial-Edge-Computing-Gerät, gibt. Bis dahin können Sie unter www.belden.com mehr erfahren.

 

Matthew Wopata, Technischer Produktmanager bei Belden, hat mir geholfen, diesen Blog zu schreiben. Er ist ein hervorragender Ansprechpartner für alle Ihre Edge-Fragen. Wenn Sie mehr über dieses Thema erfahren möchten, schreiben Sie mir (jeremy.friedmar@belden.com) oder Matthew (matthew.wopata@belden.com) eine E-Mail.