Glossar zum industriellen IoT — Über 30 IIoT-Begriffe erklärt

Ein Softwaresystem zur Fernüberwachung und -steuerung von Industrieanlagen. Das SCADA-System erfasst Felddaten (Sensoren, SPSen), stellt diese in Übersichtsdarstellungen dar und ermöglicht das Senden von Befehlen. Beispiele: Überwachung einer Wasseraufbereitungsanlage, eines Stromnetzes oder einer Produktionslinie.

Anwendung von IoT-Technologien (vernetzte Sensoren, Kommunikationsprotokolle, Cloud) in industriellen Umgebungen. Das IIoT verbindet Maschinen, Steuerungen und Sensoren mit Cloud-basierten Überwachungsplattformen, um Wartung, Effizienz und Rückverfolgbarkeit zu verbessern. Es unterscheidet sich vom IoT für Endverbraucher durch seine Anforderungen an Zuverlässigkeit, Sicherheit und Robustheit.

Gesamtheit der Techniken, die es ermöglichen, Geräte oder Anlagen über ein Kommunikationsnetz (4G, Glasfaser, Satellit) aus der Ferne zu überwachen und zu steuern. Die Fernverwaltung umfasst die Fernsteuerung (Befehle senden), die Fernmessung (Daten erfassen) und die Fernalarmierung (Alarme empfangen).

Die Fähigkeit, industrielle Anlagen aus der Ferne zu diagnostizieren und zu warten, ohne dass ein Vor-Ort-Einsatz erforderlich ist. Die Fernwartung reduziert Ausfallzeiten und Reisekosten. Sie basiert auf einem sicheren Fernzugriff auf SPSen (PLC), HMI-Schnittstellen und SCADA-Systeme über ein industrielles VPN.

Automatisierte Fernerfassung von Zählerständen (Wasser, Gas, Strom, Wärme) über ein Kommunikationsnetz. Die Fernablesung ersetzt die manuelle Ablesung, verbessert die Genauigkeit der Abrechnungen und ermöglicht die Erkennung von Verbrauchsabweichungen in Echtzeit.

Eine Instandhaltungsstrategie, die auf der kontinuierlichen Analyse von Betriebsdaten basiert, um Ausfälle vorherzusagen, bevor sie auftreten. Sie stützt sich auf Algorithmen des maschinellen Lernens, die auf Sensordaten (Vibrationen, Temperatur, Strom, Druck) angewendet werden, um Anomalien frühzeitig zu erkennen.

Ein industrielles Kommunikationsprotokoll, das 1979 von Modicon entwickelt wurde. Modbus RTU (Remote Terminal Unit) nutzt eine serielle RS-485- oder RS-232-Verbindung. Jeder Slave hat eine eindeutige Adresse (1–247). Der Master sendet Anfragen, die Slaves antworten. Ideal für kurze Entfernungen (max. 1200 m über RS-485) mit wenigen Geräten (max. 32 an einem Bus).

Eine Variante des Modbus-Protokolls, die über TCP/IP via Ethernet oder WLAN läuft. Ermöglicht unbegrenzte Entfernungen (über Ethernet-Netzwerk oder Internet mit VPN), eine flexiblere Topologie und deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten als Modbus RTU. Der Standardport ist 502. Wird von neuen Industriegeräten weitgehend unterstützt.

Ein Publish/Subscribe-Nachrichtenprotokoll, das für Netzwerke mit geringer Bandbreite und hoher Latenz entwickelt wurde. Ein Broker (Mosquitto, AWS IoT, Azure IoT Hub) verwaltet die Nachrichten zwischen Sendern und Abonnenten. MQTT hat sich zum führenden industriellen IoT-Protokoll für die Übertragung von Sensordaten in die Cloud entwickelt. Standardport: 1883 (unverschlüsselt) oder 8883 (TLS).

Ein von der OPC Foundation entwickelter plattformunabhängiger Standard für die industrielle Kommunikation (IEC 62541). OPC-UA definiert nicht nur ein Transportprotokoll, sondern auch ein semantisches Datenmodell. Es gilt als Referenz für die IT/OT-Integration und Industrie 4.0. Kompatibel mit Siemens S7-1500-SPSen, Beckhoff und den meisten modernen SCADA-Systemen.

Ein industrielles Kommunikationsprotokoll, das vor allem in der Wasser- und Energieversorgung (Utilities) zum Einsatz kommt. DNP3 ist für anspruchsvolle Umgebungen mit unzuverlässiger Kommunikation (Funk- und Satellitenverbindungen) ausgelegt. Es unterstützt von Haus aus Zeitstempel, Datenintegrität und die Priorisierung von Ereignissen. IEEE-Standard 1815.

Ein Standard für die physikalische serielle Kommunikation, der Übertragungen über große Entfernungen (bis zu 1200 m) mit bis zu 32 Geräten an einem einzigen Bus ermöglicht. RS-485 ist die von Modbus RTU verwendete physikalische Schicht. Die differentielle Verbindung macht das System unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, was in industriellen Umgebungen (Frequenzumrichter, Motoren) von entscheidender Bedeutung ist.

Industriecomputer zur Automatisierung elektromechanischer Prozesse. Eine SPS führt ein zyklisches Programm aus (typische Abtastzeit: 1–100 ms), das die Eingänge (Sensoren, Taster) ausliest, die Logik ausführt und die Ausgänge (Aktoren, Motoren) ansteuert. Zu den wichtigsten Herstellern zählen Siemens (S7), Schneider (M340, M580), Rockwell (Allen-Bradley), Beckhoff und Wago.

Elektronisches Gerät zur Übertragung von Felddaten an ein zentrales SCADA-System. RTUs sind für die Fernkommunikation (GPRS, Funk, Satellit) in weitläufigen Netzwerken (Wasser, Energie, Pipelines) optimiert. Sie sind zwar weniger leistungsfähig als SPSen für die lokale Automatisierung, eignen sich jedoch hervorragend für die Überwachung entfernter Standorte mit geringer Bandbreite.

Elektronisches Gerät, das eine Brücke zwischen Industrieanlagen (die Modbus, PROFIBUS, CAN nutzen) und modernen IP-Netzwerken (Ethernet, WLAN, 4G) schlägt. Das IIoT-Gateway erfasst Daten von Sensoren und Steuerungen, wandelt diese in Cloud-Protokolle (MQTT, HTTP/REST) um und überträgt sie an die Überwachungsplattform.

Router, der für industrielle Anforderungen ausgelegt ist: erweiterter Temperaturbereich (-40 °C bis +70 °C), 9–48 V DC-Stromversorgung, DIN-Schienengehäuse, MTBF > 10 Jahre, CE-/E-Mark-/ATEX-Zertifizierungen. Im Gegensatz zu Routern für den Privatkundenbereich unterstützen sie M2M-SIM-Karten, industrielle VPNs (OpenVPN, IPsec), ZTP-Fernverwaltung sowie die seriellen Protokolle RS-485/232.

Funktion eines Industrie-Routers, die die gleichzeitige Nutzung von zwei SIM-Karten verschiedener Netzbetreiber ermöglicht. Bei einem Ausfall des Netzes von Netzbetreiber 1 erfolgt automatisch die Umschaltung auf Netzbetreiber 2 (Failover). Diese Redundanz erhöht die Netzwerkverfügbarkeit von 99,5 % (1 SIM-Karte) auf 99,99 % (Dual-SIM). Unverzichtbar für kritische Anwendungen.

Ein Paradigma in der Informatik, bei dem die Datenverarbeitung auf der Ebene des Geräts erfolgt, das die Daten erfasst (am „Rand“ des Netzwerks), anstatt alles an eine zentrale Cloud zu senden. In der Industrie ermöglicht Edge-Computing Entscheidungen in Echtzeit (< 1 ms), reduziert den Bandbreitenverbrauch und gewährleistet den Betrieb auch ohne Internetverbindung.

Bewährtes Open-Source-VPN-Protokoll, das auf dem TLS/SSL-Stack, einer AES-256-GCM-Verschlüsselung und einer gegenseitigen Authentifizierung mittels X.509-Zertifikaten basiert. Sein größter Vorteil in der Industrie: Es kann über TCP auf Port 443 (wie HTTPS) laufen, wodurch es Firewalls und NATs von Mobilfunkbetreibern passieren kann. OpenVPN ist der Referenzstandard für industrielle VPNs.

Eine Sicherheitsarchitektur, die auf dem Prinzip „Nie vertrauen, immer überprüfen“ basiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen VPNs, die einen umfassenden Netzwerkzugang gewähren, wendet ZTNA eine granularen Zugriffskontrolle an: Jeder Benutzer erhält nur Zugriff auf genau die Ressourcen, die er benötigt, wobei Identität und Kontext kontinuierlich überprüft werden.

Europäische Richtlinie (EU 2022/2555) zur Stärkung der Cybersicherheit von Betreibern kritischer Infrastrukturen. NIS2 wird 2024–2025 in französisches Recht umgesetzt und betrifft die Sektoren Energie, Wasser, Gesundheitswesen, Verkehr und digitale Infrastruktur. Sie schreibt technische Maßnahmen (starke Authentifizierung, Verschlüsselung, Nachverfolgbarkeit von OT-Zugriffen), Meldepflichten bei Vorfällen (24 Stunden/72 Stunden) sowie Sanktionen von bis zu 10 Mio. € vor.

OT bezeichnet IT-Systeme, die physikalische Prozesse direkt steuern (SPS, SCADA, Sensoren). IT bezeichnet klassische Informationssysteme (ERP, CRM, E-Mail). Die IT/OT-Konvergenz (Industrie 4.0) verbindet diese beiden Welten und schafft damit neue Chancen, aber auch neue Cybersicherheitsrisiken für die bisher isolierten OT-Netzwerke.

Eine Reihe internationaler Normen, die die Anforderungen an die Cybersicherheit für industrielle Steuerungssysteme (ICS) festlegen. Die Norm IEC 62443 deckt den gesamten Lebenszyklus (Entwurf, Bereitstellung, Betrieb) ab und definiert Sicherheitsstufen (SL 1 bis 4). Sie dient als ergänzende technische Referenz zur NIS2 für Betreiber kritischer Infrastrukturen (OIV).

Ein Verfahren, mit dem ein Netzwerkgerät beim ersten Einschalten automatisch und ohne menschliches Eingreifen konfiguriert werden kann. Das Gerät stellt eine Verbindung zu einem Cloud-Provisioning-Server her, lädt seine Konfiguration herunter und aktiviert sich selbst. ZTP ist unerlässlich, um ganze Flotten von Industrie-Routern an Hunderten von Standorten bereitzustellen, ohne dass an jedem Standort ein Techniker vor Ort sein muss.