Automatisierungsarchitektur

Automatisierungsarchitektur bezeichnet die Gesamtheit der Strukturen, Modelle und Schnittstellen, die zur Planung, Implementierung und zum Betrieb automatisierter Systeme verwendet werden. Sie umfasst hardware- und softwarekomponenten, Kommunikationswege und Governance sowie Sicherheits- und Datenaspekte. Ziel ist die effektive Steuerung und Überwachung von industriellen Prozessen, Maschinen und betrieblichen Dienstleistungen.

Typische Architekturschichten: Feldebene mit Sensoren, Aktoren; Steuerungsebene mit SPS/PLC, Robotiksteuerungen; Supervisory-Ebene mit SCADA/HMI; Manufacturing Execution Systeme MES; Unternehmens- oder ERP-Ebene. Zusätzlich gibt es Edge- und Cloud-Komponenten für Datenverarbeitung, Analytik und Fernwartung. Schnittstellen werden oft über OPC UA, MQTT oder REST/SOAP umgesetzt. RAMI 4.0 und ISO/IEC 62264 (ISA-95) dienen als Referenzrahmen.

Entwurfsmuster: Schichten, lose Kopplung, service-orientierte Architekturen oder event-getriebene Architekturen. Integration von Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Systemen; Industrie 4.0-Dimensionen, Digitaler Zwilling. Wichtige Qualitätsziele: Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Skalierbarkeit, Wartbarkeit.

Governance und Lebenszyklus: Modellbasierte Entwicklung, Normen- und Compliance-Anforderungen, Sicherheitskonzepte nach IEC 62443, funktionale Sicherheit nach IEC 61508/61511. Cybersecurity-Strategien, Patch-Management, Netzwerksegmentierung. Data Governance: Datenmodellierung, Historian, OPC UA information model.

Anwendungsgebiete: Fertigung, Prozessindustrie, Logistik, Energiewirtschaft. Der Begriff umfasst sowohl klassische Automatisierungsaufgaben als auch moderne Industrie-4.0-Initiativen. Ziel ist eine integrierte, robuste Architektur, die Betriebskosten senkt und Transparenz erhöht.