Herkömmliches SCADA (WinCC, iFIX, Wonderware) vs. IIoT-Cloud-Plattform (Eziwan + Cloud)
| Kriterium | Herkömmliches SCADA-System | IIoT (Eziwan + Cloud) |
|---|---|---|
| Hauptarchitektur | Zentralisiert (Server + Clients) | Verteilt (Edge + Cloud) |
| Standardisierung von Protokollen | ✓ Forte (OPC-UA, IEC 61968, DNP3) | Variable (MQTT, REST, OPC-UA) |
| Kosten für die Erstbereitstellung | ✗ Hoch (30.000 bis 500.000 €) | ✓ Gering (einige Tausend Euro pro Standort) |
| Skalierbarkeit | ✗ Eingeschränkt (Lizenzen nach Punkten/Tags) | ✓ Horizontal, cloud-nativ |
| Steuerungslatenz | ✓ < 100 ms (Echtzeit) | ✗ 50–500 ms (Überwachung) |
| Purdue-Modell | Ebenen 2–3 (Beaufsichtigung/Kontrolle) | Stufe 3,5/4 (Analytics/Cloud) |
| Datenverlauf | On-Premise-Historian (OSIsoft PI usw.) | ✓ Cloud-Zeitreihen (InfluxDB, AWS) |
| Architektur der Cybersicherheit | ✓ Luftspalt-OT, isoliertes Netz | Internet + VPN ohne eingehende Ports |
| Instandhaltung der Infrastruktur | ✗ Aufwendig (lokale Server, Lizenzen) | ✓ Unauffällig (OTA-Firmware, Cloud) |
| Cloud-Integration / Analytik | ✗ Komplex (spezielle Steckverbinder) | ✓ Nativ (REST-API, MQTT) |
| OPC-UA-Integration | ✓ Standard (nativer Server) | ✓ OPC-UA-Client (Eziwan-Gateway) |
| Einführungszeit | ✗ Monate in Jahre (Technik) | ✓ Tage in Wochen (ZTP) |
| Technologische Reife | ✓ Sehr reif (30+ Jahre) | Schnell wachsend |
| Gesamtkosten über 5 Jahre (10 Standorte) | ✗ 200.000 bis 2 Mio. € | ✓ 50.000 bis 200.000 € |
| Mobiler Zugriff von außerhalb des Standorts | Über einen dedizierten VPN-Client | ✓ Webbrowser oder mobile App |
8 Aspekte zum Verständnis von SCADA und IIoT in ihrem realen Kontext
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ist seit den 1970er Jahren der Standard für die industrielle Überwachung. Es überwacht und steuert industrielle Prozesse nahezu in Echtzeit: Wasserversorgung und Abwasserentsorgung, Stromnetze, Petrochemie, Verkehr. Seine Stärken sind seine Zuverlässigkeit, seine Redundanz, seine standardisierten Protokolle (OPC-UA, DNP3, IEC 61850) und seine bewährte Architektur. Die führenden Anbieter – Siemens WinCC, AVEVA (ehemals Wonderware) InTouch, GE Proficy iFIX, Ignition von Inductive Automation – bieten skalierbare Lösungen für 100 bis mehrere Millionen Datenpunkte an.
Das IIoT (Industrial Internet of Things) ist keine einzelne Software, sondern eine Architektur: Sensoren und Geräte, die mit Edge-Gateways (wie Eziwan) verbunden sind, die Daten an Cloud-Plattformen für Analysen, Visualisierung und Fernzugriff übertragen. Das IIoT spielt seine Stärken gerade in den Bereichen aus, in denen SCADA an seine Grenzen stößt: bei mehreren, geografisch verstreuten Standorten, beim Fernzugriff über Smartphone oder Browser sowie bei der Integration mit Business-Tools (ERP, BI, vorausschauende Instandhaltung). Die Einführungsgeschwindigkeit ist höher, die Einstiegskosten sind geringer und die Skalierbarkeit nahezu unbegrenzt.
OPC-UA (IEC 62541) ist die Schlüsseltechnologie, die das Nebeneinander dieser beiden Welten ermöglicht. Als Standard für industrielle Interoperabilität mit nativer Sicherheit (TLS, Zertifikatsauthentifizierung), Objektinformationsmodell und IP-Transport wird OPC-UA von allen großen SCADA-Anbietern und SPS-Herstellern (Siemens S7-1500, Schneider M580, Rockwell ControlLogix) übernommen. Eziwan implementiert einen OPC-UA-Client, der Daten von einem SCADA- oder SPS-OPC-UA-Server auslesen und in die Cloud übertragen kann, wodurch eine nahtlose Brücke zwischen der lokalen SCADA-Architektur und der IIoT-Cloud-Ebene geschaffen wird.
SCADA-Historian-Systeme (OSIsoft PI System, AVEVA PI, GE Proficy Historian) sind spezialisierte Datenbanken für Prozesshistorien mit proprietärer Komprimierung (SwingDoor für PI), Zugriff über die PI Web API oder SQL sowie nativer Integration in SCADA-Systeme. Sie werden vor Ort betrieben und sind mit Lizenzen pro Tag ausgestattet, was bei großem Umfang kostspielig ist. Cloud-Zeitreihendatenbanken (InfluxDB, TimescaleDB, AWS Timestream, Azure ADX) sind Open-Source- oder SaaS-Lösungen mit Kosten, die proportional zum eingelesenen Datenvolumen sind, unbegrenzter horizontaler Skalierbarkeit und standardmäßigen REST-/MQTT-APIs. Eziwan schreibt über sein natives Schreibprotokoll direkt in InfluxDB oder TimescaleDB und vereinfacht so die Datenarchitektur.
Das Purdue-Modell (ISA-95) gliedert OT-Systeme in isolierte Zonen: Das OT-Netzwerk (Ebenen 0–3) ist durch eine DMZ (Ebene 3,5) vom IT-Netzwerk (Ebenen 4–5) getrennt. Dieses Modell gewährleistet die Isolierung, erschwert jedoch den Fernzugriff. Das IIoT mit dem Eziwan-Gateway entspricht diesem Modell: Das Gateway stellt ausschließlich eine ausgehende Verbindung (Zero-Inbound-Port) über OpenVPN zur Cloud her, ohne einen eingehenden Port im OT-Netzwerk zu öffnen. Das SCADA-Netzwerk bleibt physisch isoliert, und der Fernzugriff erfolgt über den streng kontrollierten OpenVPN-Tunnel. Dies ist die von der ANSSI empfohlene Architektur für die Anbindung kritischer industrieller Systeme an die Cloud.
Die überwiegende Mehrheit der Industriestandorte sind Brachflächen – sie verfügen bereits über ein betriebsbereites SCADA-System, das teilweise schon 15 Jahre alt ist und nicht ohne erhebliches Betriebsrisiko ersetzt werden kann. Der intelligente IIoT-Ansatz besteht darin, das SCADA-System nicht anzutasten, sondern eine parallele Konnektivitätsschicht hinzuzufügen. Eziwan verbindet sich über Modbus mit den Industrieanlagen (SPS, RTU), unabhängig vom SCADA-System, und überträgt die Daten in die Cloud. Ergebnis: Beibehaltung der lokalen SCADA-Überwachung + IIoT-Analytik in der Cloud, ohne die bestehende Infrastruktur in Frage zu stellen. Dieser Brownfield-Ansatz ist bei Projekten zur industriellen Digitalisierung in Frankreich am weitesten verbreitet.
Die Kosten für die IIoT-Cloud umfassen: das Eziwan-Gateway (800 bis 1.500 Euro pro Standort), das Cloud-Abonnement (50 bis 200 Euro pro Standort und Monat) sowie die Kosten für die Speicherung von Zeitreihendaten (je nach Datenvolumen). Über 3 Jahre für 10 Standorte: 15.000 bis 30.000 Euro CAPEX + 18.000 bis 72.000 Euro OPEX = 33.000 bis 102.000 Euro TCO. Ein vergleichbares On-Premise-SCADA-System (WinCC, 10 Standorte): Lizenzen 50.000 bis 200.000 Euro, Server 20.000 Euro, Engineering 50.000 Euro, jährliche Wartung 15.000 Euro = 185.000 bis 410.000 Euro über 3 Jahre. Das IIoT in der Cloud weist bei der Überwachung mehrerer Standorte TCO auf, die 3- bis 5-mal niedriger sind.
Die sich entwickelnde Hybridarchitektur kombiniert ein lokales SCADA-System für die zeitkritische Steuerung mit einem cloudbasierten IIoT für Analysen, Fernzugriff und ERP-Integration. Das SCADA-System überwacht und steuert lokal über OPC-UA. Das Eziwan-Gateway liest die OPC-UA-Daten des SCADA-Systems aus und leitet sie zur Analyse und für den Fernzugriff an die Cloud weiter. Diese Architektur bewahrt die Echtzeit- und Sicherheitsgarantien des SCADA-Systems und nutzt gleichzeitig die Skalierbarkeit und Zugänglichkeit der IIoT-Cloud. Es handelt sich um die von Industrie 4.0 und RAMI 4.0 (Reference Architecture Model Industrie 4.0) empfohlene Architektur.
4 reale Architekturen, die die Komplementarität von SCADA und IIoT veranschaulichen
Hintergrund: Wasserversorgungsunternehmen, das eine Kläranlage (SCADA Wonderware) und 40 über das Gebiet verteilte Pumpstationen betreibt
Die Hauptanlage behält ihr Wonderware-SCADA-System für die Echtzeitüberwachung der Aufbereitung (Chlorung, Filtration, Trübung) bei. Die 40 verteilten Pumpstationen ohne lokales SCADA-System werden über ein Eziwan-4G-Gateway überwacht. Das Eziwan-Cloud-Dashboard fasst die Daten der 40 Stationen zusammen und versendet SMS- und E-Mail-Benachrichtigungen. Eine OPC-UA-Bridge verbindet das zentrale SCADA-System mit der Cloud-Plattform und sorgt so für eine einheitliche Übersicht. Dank der IIoT-Fernüberwachung konnten die Einsatzeinsätze um 70 % reduziert werden.
Hintergrund: Hersteller von Kunststoffteilen mit 12 Spritzgussmaschinen, ohne bestehendes Überwachungssystem
Da kein Budget für ein vollständiges SCADA-System (mindestens 60.000 Euro) zur Verfügung stand, setzte das KMU drei Eziwan-Gateways ein, um die 12 Pressen über Modbus TCP zu überwachen. Das Cloud-Dashboard zeigt in Echtzeit die Taktzeiten, den Energieverbrauch und die Ausfallzeiten an. Warnmeldungen bei Prozessabweichungen werden per Smartphone an die Teamleiter gesendet. Der ROI wurde dank der Reduzierung ungeplanter Stillstände und der Optimierung des Stromverbrauchs innerhalb von 8 Monaten erreicht.
Hintergrund: Raffinerieanlage mit Siemens WinCC SCADA zur Prozesssteuerung und Bedarf an prädiktiver Analytik
Das SCADA-System WinCC übernimmt die Echtzeitsteuerung der Anlage (Druck, Temperatur, Durchfluss) mit CPU-Redundanz und einem isolierten OT-Netzwerk. Das Eziwan-Gateway liest die Daten über OPC-UA vom WinCC-Server aus und leitet sie an eine Cloud-Analytics-Plattform weiter, um die vorausschauende Wartung der Kompressoren und Wärmetauscher zu ermöglichen. Die Schwingungs- und Temperaturdaten werden mittels ML-Algorithmen analysiert, um Ausfälle 72 Stunden im Voraus vorherzusagen. Es sind keine Änderungen am SCADA-System oder am bestehenden OT-Netzwerk erforderlich.
Hintergrund: Immobilienverwalter, der 50 Gebäude mit Energiezählern und Gebäudeleitsystemen betreut
Jedes Gebäude verfügt über ein Eziwan-Gateway, das die Energiezähler (Gas, Strom, Wasser) über Modbus RTU und die Gebäudeleittechnik-Regler über Modbus TCP ausliest. Das Cloud-Dashboard fasst die 50 Gebäude mit Verbrauchs-KPIs, dem ISO 50001-Score und Abweichungswarnungen zusammen. Die Integration mit dem ERP-System für die Immobilienverwaltung über eine REST-API automatisiert die Weiterverrechnung der Nebenkosten. Ein lokales SCADA-System pro Gebäude wäre für diesen Anwendungsfall wirtschaftlich unsinnig gewesen.
Die 5 häufigsten Fehler bei SCADA- und IIoT-Projekten
Ein industrielles SCADA-System überwacht und steuert kritische Prozesse in Echtzeit – teilweise schon seit 20 Jahren. Es wäre ein schwerwiegender Fehler, dieses System innerhalb weniger Wochen durch eine IIoT-Cloud-Plattform zu ersetzen. Der richtige Ansatz ist ein additiver: Das IIoT sollte parallel zum bestehenden SCADA-System eingeführt werden, ohne dieses zu ersetzen, wobei zunächst mit den nicht kritischen Daten begonnen wird.
SCADA-Steuerungen direkt im Internet (ohne DMZ oder VPN) zugänglich zu machen, um den Zugriff auf die IIoT-Plattform zu ermöglichen, stellt ein schwerwiegendes Sicherheitsrisiko dar. Tausende industrielle SCADA-Systeme sind öffentlich über das Internet zugänglich. Das Eziwan-Gateway mit „Zero-Inbound-Port“ ist die einzige Verbindung zwischen dem OT-Netzwerk und der Cloud.
Die Implementierung des IIoT mit proprietären Konnektoren (MQTT Siemens S7 ohne OPC-UA-Server, nicht standardisiertes Modbus) führt zu einer Abhängigkeit vom Anbieter. OPC-UA ist der interoperable Standard, der die Datenportabilität zwischen SCADA-, MES- und Cloud-Plattformen gewährleistet. Bevorzugen Sie stets OPC-UA, sofern es auf dem Gerät verfügbar ist.
Proprietäre Historian-Systeme (OSIsoft PI, AVEVA Historian) berechnen ihre Kosten pro Tag (Datenpunkt). An einem Standort mit 10.000 Datenpunkten belaufen sich die jährlichen Lizenzkosten leicht auf über 50.000 Euro. Das IIoT-Cloud-Modell mit InfluxDB oder TimescaleDB berechnet die Kosten nach dem eingelesenen und gespeicherten Datenvolumen – das bedeutet Einsparungen von 60 bis 80 % bei Neuinstallationen ohne bestehende Historian-Systeme.
Das Hinzufügen eines IIoT-Gateways zum SCADA-Netzwerk ohne physische Isolierung (eigenes VLAN, Firewall zwischen Gateway und SCADA-Geräten) schafft eine Angriffsfläche. Das Gateway muss sich in einem eigenen VLAN befinden und darf ausschließlich Zugriff auf die Geräte haben, die es überwachen soll. Eziwan realisiert diese Segmentierung nativ über seine selektiven Routing-Richtlinien.
SCADA, IIoT oder eine Hybridlösung – je nach Branche?
Das SCADA-System ist weiterhin unverzichtbar für die Echtzeitüberwachung der Aufbereitungsprozesse (Chlorung, Filtration) und zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften. Das IIoT-System von Eziwan ergänzt dies durch die standortübergreifende Überwachung von Pumpstationen, den mobilen Fernzugriff für Mitarbeiter und Benachrichtigungen auf dem Smartphone.
Für ein industrielles KMU ohne bestehendes SCADA-System und ohne Budget für eine vollständige Implementierung bietet die Eziwan-IIoT-Cloud 80 % der Funktionen zu 15 % der Kosten: Anlagenüberwachung, Produktionsüberwachung, Warnmeldungen, Fernzugriff. Die Investition in ein vollständiges SCADA-System kann aufgeschoben werden, bis eine kritische Größe erreicht ist.
Prozessanlagen in der Erdöl- und Chemieindustrie mit SIL (Safety Integrity Level) erfordern zertifizierte SCADA-Systeme mit Redundanz und strenger Echtzeitfähigkeit. Das IIoT ergänzt dies durch prädiktive Analysen der Produktionsdaten, auf die sowohl von entfernten Leitstellen als auch von den Teams vor Ort zugegriffen werden kann.
Die Gebäudetechnik (GTB) zur Überwachung des Verbrauchs, zur Steuerung der HLK-Anlagen und zur Alarmverwaltung erfordert keine Echtzeit-Latenzzeiten wie bei einem SCADA-System. Das Cloud-basierte IIoT mit Eziwan bietet alle erforderlichen Funktionen bei einer einfacheren Architektur und geringeren Kosten.
Geografisch verstreute Windparks und Solarkraftwerke an mehreren Standorten sind der ideale Anwendungsfall für das IIoT: zentralisierte Überwachung über die Cloud, Zugriff von überall, Produktionsanalysen und vorausschauende Wartung. Ein standortbasiertes SCADA-System vor Ort wäre wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen.
Das SCADA-System steuert und überwacht den Prozess in Echtzeit; das IIoT erfasst, speichert und analysiert Daten in großem Umfang. Bei einer gut konzipierten Architektur arbeiten beide Systeme über einen entkoppelten Datenbus (OPC UA / MQTT) zusammen, ohne die Steuerungsebene zu beeinflussen.
Modell der funktionalen Hierarchie (Ebenen 0 bis 4): Ordnet das SCADA-System (Ebene 2) sowie die IIoT-/MES-Plattformen (Ebenen 3–4) ein und legt den Rahmen für den Datenaustausch fest.
Referenzsegmentierung von OT/IT mit industrieller DMZ (Stufe 3,5). Das IIoT wird über diese DMZ angebunden und niemals direkt an das Steuerungsnetzwerk.
Objektorientierter, sicherer Interoperabilitätsstandard (X.509-Zertifikate, Verschlüsselung) mit Informationsmodell. Bevorzugte Brücke zwischen SCADA und IIoT.
Ein schlankes Publish/Subscribe-Protokoll, ideal für die Ausnahmebasierte Berichterstattung bei begrenzten Bandbreiten. Sparkplug B strukturiert den Namensraum (UNS) für das IIoT.
Sicherheit von Automatisierungssystemen: Zonen und Leitungen, Segmentierung, Zugriffskontrolle – unerlässlich, sobald das OT in die Cloud integriert wird.
Rahmen für den sekundären Datenkanal (Überwachung), der parallel zum Steuerkanal verläuft, ohne die Verfügbarkeit des Prozesses zu beeinträchtigen.
Der IIoT-Kanal ist ein sekundärer Lese-Datenstrom, der vom SCADA-System entkoppelt ist. Die Echtzeitsteuerung verbleibt im OT; lediglich die Überwachungsdaten werden an den Rand (Edge) weitergeleitet, wo sie gefiltert und aggregiert werden.
| Kriterium | SCADA | IIoT |
|---|---|---|
| Zweck | Steuerung / Überwachung | Erfassung / Analyse / KPI |
| Austauschmodell | Zyklische Abfrage | Publish/Subscribe (Ereignis) |
| Ziel-Latenz | ms — deterministisch | s — Best-Effort |
| Typisches Protokoll | Modbus, OPC UA, IEC 104 | MQTT, OPC UA, REST |
| Datenumfang | Standort / Verfahren | Mehrere Standorte / Fuhrpark |
| Verfügbarkeitskritikalität | Hoch (Verfahren) | Gemäßigt (analytisch) |
Goldene Regel: Eine Regelungsschleife darf niemals von einer Cloud-Komponente abhängig sein. Das IIoT beobachtet, es steuert nicht.
Einrichtung einer OPC-UA→MQTT-Brücke in der DMZ, Weiterleitung von Energie-KPIs und Daten zur vorausschauenden Wartung in die Cloud, lokales SCADA-System bleibt unverändert.
Weitere Informationen zu industriellen Überwachungsarchitekturen
Nicht-intrusives IIoT-Gateway. Lässt sich über OPC-UA oder Modbus mit Ihrem bestehenden SCADA-System und Ihren SPSen verbinden. Sicherer Fernzugriff, Cloud-Dashboard, keine Änderungen an der bestehenden Infrastruktur.