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Mit dem IP67-Blockmodul Sensor-Connectivity bis in die Cloud

Sensor-Connectivity bis in die Cloud
Mit dem IP67-Blockmodul bringt Turck dezentrale Intelligenz an die Maschine

Die TBEN-L-PLC ist die weltweit erste IP67-Steuerung für den industriellen Einsatz, die nicht nur eine Codesys-SPS an Bord hat, sondern auch eine direkte Cloud-Anbindung ermöglicht und dank Multiprotokoll-Technologie gleichzeitig über verschiedene Ethernet-Protokolle kommunizieren kann. Im Dual MAC Mode kann das robuste Modul in zwei Ethernet-Netzen parallel eingesetzt werden. Dezentrale und vernetzte Automatisierungskonzepte lassen sich so mit minimalem Installations- und Kostenaufwand realisieren. Auch die Programmierung einer solchen Lösung mit integrierter Cloud-Connectivity spart im Vergleich zu Anwendungen mit separatem Edge Gateway viele Ressourcen, da keine Schnittstellen zum Datenaustausch erforderlich sind.

Christian Knoop ist Produktmanager Cloud Solutions bei Turck GmbH in Mülheim

Inhaltsverzeichnis
1. Sicherheitsaspekt und Kostengründe
2. Vorverarbeitung in der Edge, Smart Data in der Cloud
3. Ein Gerät spart Programmierung und Montage
4. Controller und Device in einem Gerät
5. Cloud Connectivity aus einer Hand
6. Applikationen

In der industriellen Automatisierung muss man den Nutzen von Cloud-Diensten nur noch selten erklären. Potentielle Anwender überlegen sich jedoch genau, welche Daten sie in eine Cloud übertragen. Big-Data-Lösungen, die alle verfügbaren Daten einer Industrieanlage in eine Cloud übertragen, sind für viele Industrieanwender zu riskant, denn aus diesen Daten können Rückschlüsse auf Produktionsmengen, Produktionsverfahren, Rezepturen und andere betriebliche Geheimnisse gezogen werden. Trotz Verschlüsselung und Firewalls ist es nachvollziehbar, dass Know-how-lastige Unternehmen diese Daten nur ungern auf Servern außerhalb des eigenen Betriebsgeländes speichern wollen. Zumal die Daten, wenn Sie auf US-amerikanischen oder chinesischen Servern liegen, nicht durch die europäische Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) geschützt sind.

Sicherheitsaspekt und Kostengründe

Ein weiterer Grund, der Nutzer zur Datensparsamkeit bewegt, sind die Netzwerkressourcen. In vielen Applikationen erfolgt die Datenübertragung über Mobilfunk-Netze, weil IT-Verantwortliche externe Maschinen mit Cloud-Connectivity erst gar nicht in ihr Netzwerk integrieren wollen, um Risiken zu minimieren. Bei diesen mobilfunkbasierten Applikationen ist es aus Kostengründen ratsam, nur ausgewählte Daten in die Cloud zu übertragen.

Ein weiterer Grund, der Nutzer daran hindert, die wichtigsten Daten in einer Cloud auszulagern, sind schlechte Internetverbindungen. Das ist nicht nur in Schwellen- oder Entwicklungsländern der Fall; auch in Deutschland gibt es in einigen Landstrichen keine angemessenen Bandbreiten. Wenn diese Daten für die Produktion oder andere innerbetrieblichen Prozesse zentral sind, speichert man sie lieber auf Servern im eigenen Unternehmen, die permanent zuverlässig erreichbar sind.

Vorverarbeitung in der Edge, Smart Data in der Cloud

Die Alternative zur Big-Data-Strategie sind Smart-Data-Lösungen. Daten sollen in der Fabrik gefiltert und analysiert werden, um nur relevante Daten und Ergebnisse in die Cloud zu schicken. Diese Vorverarbeitung von Daten wird gemeinhin als Edge Computing bezeichnet. Der klassische Weg zu Smart Data ist die Vorverarbeitung in geeigneten Steuerungen und die folgende Weitergabe der Daten an ein Edge-Gateway, das die Cloud-Connectivity herstellt. Der Programmierer muss dazu an den Schnittstellen zwischen SPS und Edge-Gateway konfigurieren, welche Variablen der Steuerung ans Gateway geschickt werden, und wie dieses den Empfang der Daten und gegebenenfalls die Weiterleitung an eine Cloud umsetzen soll. Dieser Schritt entfällt in einer integrierten Lösung, wie sie Turck anbietet: Die IP67-SPS mit integrierter Cloud-Anbindung machte separate Edge-Gateways überflüssig.

Ein Gerät spart Programmierung und Montage

Als IP67-SPS mit Codesys-Steuerung bietet Turcks TBEN-L-PLC die nötige Performance, um neben den Steuerungsaufgaben auch die Analyse der Daten zu leisten. Turck hat der Feldsteuerung jetzt per Firmware-Update eine Cloud-Integration spendiert. Nutzer einer TBEN-L-PLC können ihre Steuerung so per Firmware-Update mit der Cloud-Anbindung aufrüsten und das Blockmodul damit zusätzlich zum Edge-Controller ertüchtigen. Das Gerät kann somit Daten filtern, vorverarbeiten, analysieren und relevante Ergebnisse direkt an die Turck-Cloud oder oder die Clouds von Amazon (AWS), Microsoft (Azure), Alibaba und vielen anderen Anbietern übertragen werden. Durch den Wegfall einer Schnittstellenkonfiguration wird zudem eine mögliche Fehlerquelle eliminiert. Konstrukteure, E-Planer und Schaltschrankbauer sparen sich die Verdrahtung und den Aufbau von separaten Schaltschränken, da das IP67-Modul direkt an der Maschine montiert werden kann.

Controller und Device in einem Gerät

Um die Sicherheit und Unabhängigkeit des Automationsnetzwerks vom Internet (Cloud-Connectivity) sicherzustellen, hat Turck die beiden Ethernet-Schnittstellen der TBEN-L-PLC optional trennbar konstruiert. Das geschieht mithilfe eines mechanischen Schalters am Modul, was die Manipulationssicherheit zusätzlich erhöht. Damit eröffnen sich abermals komplett neue Applikationschancen für die Steuerung. Denn Turck implementierte gleichzeitig den neuen Dual MAC Mode, der es erlaubt, das Modul mit verschiedenen IP-Adressen in zwei unterschiedlichen Netzwerken einzusetzen. So kann das robuste Modul beispielsweise über einen Port eine Verbindung zum Automatisierungsnetzwerk herstellen und über den zweiten Port eine davon sicher getrennte Cloud-Connectivity realisieren.

Ist keine Cloud-Anbindung erforderlich, kann das Modul in zwei Netzen als Master oder Device eingesetzt werden. Üblicherweise können Geräte in Steuerungsnetzwerken nur eines von beidem sein. Mit dem Dual MAC Mode ist die Turck-SPS für die Rolle des Übersetzers zwischen zwei Protokollen prädestiniert, wenn Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungstypen in einer Anlage zusammengefügt werden müssen. Als Multiprotokoll-Gerät kann die PLC in Netzwerken mit Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP eingesetzt und so ideal Maschinen unterschiedlicher Hersteller in einer Anlage vernetzen. Diese Funktion findet sich am Markt sehr selten und wenn, dann sind diese Geräte für den Schaltschrank ausgelegt.

Dass Turck diesen Funktionszuwachs kostenlos per Update spendiert, ist im Sinne der Lizenzenzstrategie seiner Codesys-Steuerungen konsequent. Die Lizenz für Codesys-Geräte wird seit jeher mit der Hardware erworben. Weitere Firmware-Updates sind seitens Turck immer kostenlos. Die Geräte lizensieren sich im Steuerungsprogramm selbst, da die Lizenz, die der Hersteller erworben hat, schon bei der Produktion in die Geräte geladen wird. Nutzer von anderen Steuerungssystemen wissen, dass Updates des Programmiersystems stets eine erneute Lizensierung verlangen, was neben den Kosten einen ungeliebten organisatorischen und buchhalterischen Aufwand nach sich zieht.

Cloud Connectivity aus einer Hand

Die TBEN-L-PLC ist ein zentraler Produktbaustein in Turcks Sensor-to-Cloud-Strategie: Das Unternehmen positioniert sich als Partner für die Digitalisierung der gesamten Automatisierungsstrecke vom Sensor über die Anschluss- und Feldbustechnik bis hin zu Steuerungstechnik und Cloud-Anbindung. Der Vorteil für den Kunden: Wenn er beispielsweise eine Cloud-basierte Condition-Monitoring-Lösung von Turck bezieht, hat er im Support-Fall direkt den richtigen Ansprechpartner parat.

Webserver von Turck vereinfacht das Handling von IO-Link-Devices

Im Umkehrschluss hat Turck das ganze System, da es aus dem eigenen Hause stammt, vollumfänglich unter Kontrolle. Dadurch fällt zum einen die Einrichtung für den Kunden leichter, zum anderen kann Turck die Analyse der Sensordaten umfangreicher und für den Anwender einfacher anbieten als dies bei Systemen aus Komponenten unterschiedlicher Hersteller möglich ist: Die TBEN-L-PLC als Edge Controller kann nicht nur Daten auswerten, die über die Standard-Schnittstellen ausgegeben werden, sondern beispielsweise auch Zusatzinformationen verarbeiten, wie interne Rohdaten der Sensorik, die via IO-Link ausgelesen werden.

Applikationen

Kunden, die die PLC heute schon nutzen, können per Update und Anbindung an die Turck-Cloud eine Remote-Steuerung ihrer Maschinen realisieren. Noch häufiger als die Notwendigkeit zur Maschinensteuerung aus der Ferne ist eine Überwachung des Maschinenzustands über das Internet gefragt – insbesondere für Instandhalter oder Werksleiter sind solche Dashboards interessant. Dort lassen sich Zustandsinformationen gesamter Maschinenparks oder von Produktionswerken auf der ganzen Welt gebündelt und übersichtlich darstellen.

Bei Neuanlagen ist die TBEN-L-PLC insbesondere für schaltschranklose Konzepte und modulare Maschinen geeignet. Hier unterstützt die SPS dabei, Maschinenkonzepte konsequent dezentral anzulegen. Dass nun auch die Cloud als zentraler Datenspeicher direkt dezentral an Maschinenelemente angebunden werden kann, bringt das Beste aus zwei Welten zusammen: dezentral gesteuerte Maschinen, die die Flexibilität und schnelle Inbetriebnahme modularer Konzepte mitbringen, kombiniert mit einem grenzenlosen Zugriff auf Maschinendaten und -zustände von jedem Endgerät weltweit.

Vor allem für globales Condition Monitoring und preventive Instandhaltung ist die Datenerfassung in der Cloud ein wichtiger Meilenstein. Mit seinen Cloud-Lösungen reagiert Turck auf zwei häufige Probleme in der Instandhaltung. Zustandswerte von Maschinen sind oft erst gar nicht bekannt, oder aber sie erreichen im entscheidenden Moment nicht die richtigen Empfänger. Für beide Szenarien steht nun eine gefüllte Toolbox bereit – vom robusten Sensor im Maschinenumfeld bis zur Visualisierung auf dem Smartphone.

Wie Anwender von smarten Cloud-Lösungen profitieren, zeigt das Beispiel der Firma Velco in Velbert. Deren Druckkessel-, Rotorspritzmaschinen und Einblasanlagen werden weltweit in Hochofenbetrieben, Stahlwerken, Gießereien und in der Feuerfestindustrie eingesetzt. Um Kunden bei Störungen der Sondermaschinen schnell helfen zu können, setzt das Unternehmen heute eine Cloud-basierte Lösung von Turck ein, die den weltweiten Remote-Zugriff über PC oder Smartphone ermöglicht und als einzige alle Anforderungen erfüllen konnte. Die Mitarbeiter der Kunden rufen das Dashboard der Velco-Cloud auf und sehen in der Navigation ihre Maschinen aufgelistet. Eine Karte in Google-Maps-Optik zeigt an, wo die einzelnen Maschinen stehen. Klickt der Mitarbeiter auf einen Eintrag, stellt das Dashboard alle relevanten Daten übersichtlich dar. Das sind neben analogen Werten wie Wasserdruck oder Materialfüllstand auch digitale Anzeigen wie Betriebszustand oder der Status des Not-Halt-Tasters. Zudem sieht der Nutzer einen Betriebsstundenzähler und andere numerische Anzeigen. (ge)

Weitere Details zur Lösung:
http://hier.pro/zV7iU

Kontakt:
Hans Turck GmbH & Co. KG
Witzlebenstraße 7
45472 Mülheim an der Ruhr
Tel: +49 208 4952-0
more@turck.com
www.turck.com

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So war das mit den Messen vor dem Auftauchen des Coronavirus: Blicken Sie mit uns zurück auf die SPS in Nürnberg...

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