Mit SPE, IO-Link und M2M zum Sensor-to-Cloud

Jumo befindet sich auf einem dynamischen Entwicklungspfad, um zu einem führenden Anbieter von Systemlösungen und Technologien in der industriellen Sensorik und Automatisierung zu avancieren. Diese Transformation zeigt sich deutlich in der Integration und Vernetzung von modernen Technologien wie SPE, IO-Link und der Sensor-to-Cloud-Kommunikation in die Systemwelt des Automatisierers.

Inhalt

• Single Pair Ethernet für die industrielle Automatisierung
• IO-Link Technologie zur Umsetzung von Smart Manufacturing
• Maschine-zu-Maschine-Kommunikation als Pfeiler der Industrie 4.0
• Sensor-to-Cloud Lösungen
  • Einführung in die Jumo Cloud – Video
• Häufig gestellte Fragen

Die Kommunikations-Technologien Single Pair Ethernet (SPE), IO-Link, Maschine-zu-Maschine (M2M) bieten Jumo großes Potenzial, besonders angesichts der breiten Palette von Industrien, die das Unternehmen in der industriellen Automatisierung bedient. Die Bedeutung der M2M-Kommunikation als ein zentrales Element der Industrie 4.0 wird zunehmend für ihre Kosten- und Effizienzvorteile anerkannt.

Single Pair Ethernet für die industrielle Automatisierung

Single Pair Ethernet stellt einen bahnbrechenden Fortschritt in der Technologie der industriellen Kommunikation dar. Ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt, bietet SPE signifikante Vorteile für die industrielle Automatisierung. Mit nur einem Adernpaar für die Datenübertragung ermöglicht die SPE-Technologie eine schlankere, kostengünstigere und einfachere Infrastruktur ohne Einbuse der hohen Übertragungsgeschwindigkeiten. SPE unterstützt Datenraten von bis zu 1 Gbit/s bei einer Kabellänge von 40 m und gewährleistet eine konsistente Datenübertragung bis hin zur Feldebene. Jumo setzt den 10BASE-T1L Standard ein, der eine geringere, aber ausreichende Datenübertragung von 10 Mbit/s ermöglicht und Kabellängen von bis zu 1000 m erreichen kann.

Die Vorteile von SPE sind:

1. Platz- und Gewichtsersparnis
2. einfachere Installation
3. Kosteneinsparungen
4. längere Reichweiten
5. schnellere Datenübertragung
6. integrierte Stromversorgung über PoDL.

Diese Eigenschaften prädestinieren SPE für die Vernetzung in der Industrie 4.0 im Rahmen des Industrial Internet of Things (IIoT), weil es die steigenden Anforderungen an eine stärkere Gerätevernetzung und datengesteuerte Entscheidungsfindung meistert.

IO-Link Technologie zur Umsetzung von Smart Manufacturing

IO-Link ist seit vielen Jahren Teil des Produktportfolios von Jumo und erleichtert die nahtlose IO Link Kommunikation zwischen Sensoren, Aktuatoren und Steuerung. Als die erste standardisierte IO-Technologie zur Kommunikation mit Sensoren und Aktuatoren gestattet IO-Link die bidirektionale, digitale Punkt-zu-Punkt-Industrienetzwerk-Protokollierung.

Zu den Schlüsselfunktionen von IO-Link gehören

1. bidirektionale Kommunikation
2. Geräteparametrisierung
3. umfassende Diagnosefähigkeiten
4. Flexibilität bei der Unterstützung einer Vielzahl von intelligenten Jumoeräten.

IO-Link spielt auch eine zentrale Rolle bei der Realisierung von Smart Manufacturing und Industrie 4.0. Hierfür bietet der Standard intelligente Lösungen zum Optimieren von Produktionsprozessen und Verbesserung der Produktionseffizienz und Arbeitssicherheit.

Maschine-zu-Maschine-Kommunikation als Pfeiler der Industrie 4.0

Die Maschine-zu-Maschine (M2M) Kommunikation stellt eine Schlüsselkomponente innerhalb der Industrie 4.0 dar. Sie definiert den automatisierten Informationsaustausch zwischen Maschinen, Anlagen und IO Link Geräten, der meist netzwerkbasiert und ohne menschliches Zutun erfolgt. Diese Technologie befähigt Maschinen, nicht nur Informationen zu teilen und Aufgaben zu synchronisieren, sondern auch, auf Basis von Echtzeitdaten Entscheidungen zu fällen.

Die M2M-Kommunikation erfolgt direkt zwischen Endgeräten wie Sensoren, Maschinen und den Steuersystemen, zum Beispiel dem Jumo Varitron 500. Diese Verbindungen, ob drahtlos oder verkabelt, bilden das Rückgrat moderner Automatisierungs- und Überwachungssysteme in diversen Branchen.

SPE und IO Link im Fokus der M2M-Kommunikation

Eng verknüpft mit dem IoT liegt der Fokus der M2M-Kommunikation auf der Interaktion zwischen Maschinen. Technologien wie SPE und IO-Link sind hierbei von zentraler Bedeutung. SPE fördert die schnelle und effiziente Übertragung umfangreicher Datenmengen über minimale Verkabelung, was besonders in komplexen Automatisierungsumgebungen vorteilhaft ist. Durch den Einsatz von SPE ist eine weitreichende und effiziente Datenübermittlung möglich. Ein IO-Link System bietet eine robuste und flexible Plattform für den Austausch von Sensor- und Steuersignalen, ermöglicht präzise Diagnosen und liefert Echtzeit-Feedback. Das alles ist für die genaue Kontrolle und Überwachung in M2M-Netzwerken unerlässlich.

Die Anwendungsbereiche von M2M in der Industrie 4.0 sind vielfältig und reichen von der Fertigungsautomatisierung bis hin zur prädiktiven Wartung. Hier ermöglicht M2M eine exakte Überwachung und Steuerung von Produktionsprozessen sowie eine rechtzeitige Einleitung von Wartungsmaßnahmen zur Fehlerprävention. Zudem trägt M2M zur Optimierung des Energiemanagements bei, indem es den Energieverbrauch überwacht und steuert. Das wiederum reduziert Kosten und steigert die Effizienz. In der Logistik und im Supply Chain Management verbessert M2M die Nachverfolgung und Verwaltung von Lagerbeständen sowie Transportmitteln, was zu einer effizienteren Logistikführung beiträgt.

Sensor-to-Cloud Lösungen

In der fortschreitenden Digitalen Transformation der industriellen Automatisierung nehmen Sensor-to-Cloud-Technologien eine zentrale Stellung ein. Diese fortschrittlichen Technologien erlauben es, Sensordaten direkt und ohne Umwege in die Cloud zu übertragen, wo sie zur Analyse, Entscheidungsfindung und zur Optimierung von Prozessen genutzt werden können. Als integraler Bestandteil der Industrie 4.0 und des IIoT leisten sie einen entscheidenden Beitrag zur Vernetzung und Effizienzsteigerung.

Bei Jumo ermöglicht die Sensor-to-Cloud-Technologie eine direkte Verbindung von intelligenten Sensoren in industriellen Anwendungen mit der Jumo Cloud. Diese Direktverbindung führt zu einer effizienteren Datenerfassung und Datenverarbeitung von Informationen aus dem Produktionsprozess in verwertbare Erkenntnisse. Die intelligenten Sensoren des Herstellers, die ohne zusätzliche Zwischenkomponenten Daten direkt in die Cloud senden, spielen dabei eine Schlüsselrolle. Dieser unmittelbare Datenfluss beschleunigt den Informationszugriff und fördert somit eine gesteigerte Produktivität und Kostenreduktion.

SPE erweitert Sensor to Cloud Potential

Die Integration von Single Pair Ethernet in diese intelligenten Sensoren erweitert die Möglichkeiten von Sensor-to-Cloud-Lösungen erheblich. SPE, in Kombination mit dem in den Sensoren integrierten Jumo Cloud-Gateway, schafft eine robuste und effiziente Schnittstelle zwischen der IT- und der Betriebstechnologie (OT). Im Falle eines Verbindungsabbruchs zum Cloud-Server werden Daten im intelligenten Sensor zwischengespeichert und es wird ein Alarm ausgelöst.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Jumo durch die Implementierung von innovativen Technologien wie SPE, IO-Link und Sensor-to-Cloud einen signifikanten Schritt als ganzheitlicher System- und Lösungsanbieter vollzieht. Diese Technologien sind Meilensteine in der digitalen Transformation und stärken die Position des Unternehmens in der Industrie 4.0-Welt. Sie tragen wesentlich dazu bei, die Effizienz und Produktivität in der industriellen Automatisierung zu erhöhen und zukunftsorientierte, integrierte Lösungen zu realisieren.

Einführung in die Jumo Cloud – Video

Daten über SPE vom Sensor in die Jumo Cloud

16.02.2023 | Jumo integriert die Single Pair Ethernet (SPE) Technologie in drei neue Sensorprodukte: den Feuchte, CO₂ und Temperaturmesstransmitter Jumo Hydrotrans, den Durchflussmessumformer Jumo flow Trans MAG H20 und den Druckmessumformer Jumo Delos S02. Mit der SPE Option können Anwender der Geräte komplette Systemlösungen mit einer durchgängigen Ethernet-Übertragung in ihren Applikationen nutzen. Dieser Aspekt vereinfacht die Inbetriebnahme.

Auf der physikalischen SPE-Schicht können eine Vielzahl an Ethernet-basierten Protokollen laufen. Für die neuen Sensorik hat Jumo den SPE-Standard 10BASE-T1L ausgewählt. Dieser ermöglicht Kabellängen von bis zu 1000 Meter für die Sensoranbindung. Die Versorgung von Endgeräten via PoDL (Power-over-Data-Line) ist für jeden der drei Sensoren gewährleistet. Dabei wird die Verbindung durch einen SPE Stecker in hoher Schutzart in M12-Ausführung realisiert. Die Datenweiterleitung erfolgt durchgängig auf Basis von Ethernet. Der Sensor tauscht sich direkt mit der Steuerung und mit der Jumo Cloud aus.

Zur Kommunikation mit der Steuerung kann der Ethernet basierte Kommunikationsstandard Modbus-TCP eingesetzt werden. Die Kommunikation mit der Jumo Cloud gelingt mit wenigen Klicks direkt bzw. am Sensor bequem über die App Jumo smartconnect oder das Setup-Programm. So lassen sich schnell und einfach schlanke Systemlösungen konzipieren, die aus Sensorik, Automationstechnik und Steuerungstechnik bestehen.

Häufig gestellte Fragen

Was macht ein IO-Link?

IO-Link ist ein industrielles Kommunikationsprotokoll, das eine standardisierte Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren und dem Steuerungssystem eines Automatisierungsnetzwerks ermöglicht. Das IO-Link-Protokoll vereinfacht die Verdrahtung, erhöht die Datenverfügbarkeit und ermöglicht eine einfache Diagnose und Parametrisierung der angeschlossenen IO Link Devices. Durch seine bidirektionale Kommunikationsfähigkeit unterstützt es den Austausch von Signalen und Daten in Echtzeit, was eine wesentliche Grundlage für adaptive und hochflexible Produktionsprozesse darstellt.

Was sind IO-Link Sensoren?

IO-Link Sensoren sind intelligente Geräte innerhalb eines Automatisierungssystems, die über das IO-Link Protokoll kommunizieren. Die IO Link Geräte ermöglichen eine standardisierte und einfache Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Sensoren und einem zentralen IO-Link Master. Diese Sensoren übertragen präzise Daten in Echtzeit und ermöglichen die Fernparametrisierung sowie Diagnose direkt vom Steuerungssystem aus. Ihre Integration erleichtert die Vernetzung und Effizienzsteigerung in der industriellen Automatisierung.

Wo wird IO-Link eingesetzt?

Die IO Link-Technologie findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter die Fertigungsindustrie, die Verpackungsindustrie, die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Robotik und Materialhandhabung. Sie verbessert die Konfiguration von IO Link Gerät, Daten-Diagnose und Datenverfügbarkeit für  effizientere und flexiblere Produktionsprozesse.

Was beinhaltet die IEC 61131-9?

Die IEC 61131-9 ist der neunte Teil der IEC 61131-Norm, die internationale Standards für programmierbare Steuerungssysteme festlegt. Diese spezifische Norm definiert die Anforderungen und das Kommunikationsprotokoll für Single-Point-Interface (SPI) und IO-Link. 

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