MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

Viele unserer Kunden und auch wir selbst benötigen in der Digitalisierungsstrategie flexible, allen voran skalierbare Lösungen, um Prozessdaten zu übertragen. Wenn wir Daten standortübergreifend senden möchten, bietet sich das Protokoll MQTT dafür an.

Wie gestaltet man jedoch eine Lösung, um die unterschiedlichen Stakeholder im Unternehmen mit jeweils nur den für ihren Bereich notwendigen Daten zu versorgen? Als Antwort haben wir dafür im vergangen Jahr einen MQTT Cluster mit mehrfach redundanten Nodes entwickelt. Er seit 1. Jänner 2023 live geschalten und wir möchten ihn im Folgenden hier vorstellen.

Wie funktioniert unser MQTT Cluster?

MQTT ist ein Protokoll, über das ein Client und ein Server miteinander kommunizieren können. Kurz gefasst ein Protokoll für das Industrial Internet of Things (IIoT). MQTT bietet eine Menge Vorteile bei der Datenübertragung – wie zum Beispiel sparsames Datenvolumen und TLS-Verschlüsselung. Somit besteht kein Bedarf an externer Verschlüsselung über VPN.

Clients senden ihre Daten auf bestimmte “Topics” am Broker und können im Gegenzug gewünschte Topics “abonnieren”, Das funktioniert ähnlich wie bei einem Newsletter-Abonnement. Die Clients können in Stern-Topologie organisiert werden, so können neue Clients besonders einfach hinzugefügt werden. Damit ergibt sich eine hoch skalierbare Lösung, eine gut durchdachte Topicstruktur ist dafür obligatorisch!

Diese Message Oriented Middleware Lösung (MOM) ermöglicht es, unseren Kunden eine zuverlässige Schnittstelle zwischen IT und OT zur Verfügung zu stellen!

Die ganze Komplexität bleibt dem Client verborgen. Aus seiner Sicht besteht einfach eine hochverfügbare MQTT-Verbindung, über die Daten zwischen verschiedenen Devices und Applikationen ausgetauscht werden können.

Ausfall- und IT-Sicherheit

Neben der genannten verschlüsselten Datenübertragung mittels TLS ist der MQTT-Cluster selbst mehrfachredundant aufgebaut und damit als hochverfügbare, skalierbare dezentrale Architekturlösung gebaut, die wir unseren Kunden zur Verfügung stellen.

Mit dieser Architektur die wir auf Basis von MQTT, VerneMQ sowie der internen Verschlüsselung mit Nebula entwickelt haben, werfen wir viele der bisherigen Beschränkungen über Bord . Denn damit ist nicht nur die Gefahr eines single-point-of-failure gebannt, die Bauart ermöglicht uns auch bei Bedarf schnell und einfach horizontal zu skalieren, das heißt bei höherer Last erweitern wir den Cluster mit weiteren MQTT Nodes, um die Auslastung gleichmäßig verteilen zu können.

So kann man sich das vorstellen…

Informationsgewinn aus Daten, leicht gemacht!

Große unhandliche, schwer pflegbare Excel-Files, in die sich immer wieder schlecht erkennbare Fehler einschleichen, gehören damit der Vergangenheit an.

Mit Hilfe des MQTT-Clusters ist es jetzt möglich, im Sekundentakt alle Prozess- und Produktionswerte verschiedener Standorten zu übertragen, zu speichern und live auszuwerten! Über eine angebundene Informationsplattform generieren und berechnen Sie Reports, live KPI´s, Alarme, OEE-Werte und vieles mehr.

Damit werden Reportprozesse auf allen Ebenen des Unternehmens um ein Vielfaches vereinfacht, die Reportgenauigkeit nimmt signifikant zu, da die notwendigen Berechnungswerte direkt von der Datenquelle live herangezogen werden.

MQTT: Die Highlights:

Wir übertragen Daten in Echtzeit und können auf eine VPN-Verbindung verzichten.
Wir sammeln die Daten einfach in Datenbanken und können diese ohne große Hürden verfügbar machen, Modelle entwickeln, Analysen schneller durchführen und auch unseren Regelungen auf der SPS Berechnungen von Softsensoren bis zu aufwendigen AI-Tools zur Verfügung stellen.
Und nicht zuletzt können wir sie auch unseren Kunden erfahrbar machen – mit der speziell dafür entwickelten webbasierten Datenplattform.

…und deshalb lieben wir MQTT!