Kommunikationstechnik und Gateway für das IIoT

Details: Veröffentlicht: 05.12.2022; Zuletzt aktualisiert: 15.08.2023; Zugriffe: 4842

Durchdachtes Design und Multiprotokollfähigkeit: Das bieten die Gateways von Pepperl+Fuchs. Mit modernstem Bedienkonzept sind sie gerüstet für das Industrielle Internet der Dinge (IIoT). Wir stellen Ihnen hier die Neuheiten des Mannheimer Automatisierungsspezialisten vor, darunter das neue AS Interface Gateway zur Einbindung von Sensoren und Aktoren in die Kommunikations-Netze.

Inhalt

Profinet Gateway für Remote I/O mit S2 Systemredundanz
IIoT fähige AS Interface Gateways für den Einsatz im Feld
Erster IO-Link Master mit OPC UA
IO-Hub mit 10 Eingängen und 6 Ausgängen
Profinet-Gateway für nahtlose Integration von Daten
Gateway Grundlagen

Profinet Gateway für Remote I/O mit S2 Systemredundanz

05.12.2022 | Bei der Anbindung einer installierten Gerätebasis an das industrielle Internet der Dinge (IIoT) erwartet man die Integration einer Ethernet basierten Basis Prozesssteuerung und den gleichzeitigen Zugriff auf vollständige Diagnosedaten. Pepperl+Fuchs präsentiert hierfür neue Profinet Gateways für LB- und FB-Remote-I/O-Systeme.

Diese unterstützen die Kommunikation über Hart auf den Geräteleitungen. Zudem integrieren sie beliebige Daten aus dem Gerät mit einer nahtlosen Einbindung der Prozessdaten in jedes Plant Asset Management- oder Engineeringsystem. Mit dem vollständigen Zugriff auf alle Gerätedaten lassen sich softwaregestützt proaktive Wartungsabläufe umsetzen.

S2 systemredundantes Gateway

Die Profinet Gateways sind S2 systemredundant und damit prädestiniert für Anlagen, die hoch verfügbar sein müssen. Sie verbinden die Remote-I/O-Station mit redundanten Steuerungen. Damit bleibt die Prozesssteuerung auch im seltenen Fall eines Ausfalls oder Stopps in Betrieb. Die Gateways können aber auch in Ringredundanz gesetzt werden. Das schützt vor unerwünschten Unterbrechungen oder Installationsfehlern. LB- und FB-Remote-I/Os ermöglichen die IIoT Tauglichkeit. Sie können in explosionsgefährdeten Bereichen und überall installiert werden.

IIoT fähige AS Interface Gateways für den Einsatz im Feld

22.11.2022 | Das AS Interface hat sich als einfach und kosteneffizient bei der Einbindung von Aktoren und Sensoren im Feld erwiesen. Seit nunmehr bald 20 Jahren hat sich hier aber an einer der wichtigsten Systemkomponenten, dem ASi Gateway, nichts getan.

Die neuen ASi-3 Gateways von Pepperl+Fuchs eröffnen hier komplett neue Möglichkeiten. Mit dem durchdachten Design, einem modernen Bedienkonzept, der Multiprotokoll Fähigkeit und IIoT Fähigkeit heben die ASi-3 Gateways Anwender auf ein neues Level. Solch ein Gateway erleichtet die Handhabung signifikant und zwar genial einfach und konsequent durchdacht, wie man es von ASi-3 kennt.

Werkzeugloser Anschluss

Das Gateway Extrem ist extrem schmal gebaut und nur 37,9 mm breit. Der Anschluss ist werkzeuglos über frontseitige Push-in-Klemmen möglich. Es stehen drei RJ45 Steckverbinder für die einfache Kommunikation zur Verfügung. Mittels integriertem Webserver ist das Gateway einfach konfigurierbar. Die Anzeige aller Informationen erfolgt über mobile Endgeräte. Bedientaster erleichtern die Inbetriebnahme.

Router | Herz der Netzwerk-Topologie

In den Geräten sind gleichzeitig Profinet und Ethernet/IP untergebracht. Über Webserver oder Bedientaster lässt sich schnell zwischen beiden Standards umschalten. Daraus ergibt sich eine einfache Maschinen Standardisierung. Für die IIoT Kommunkation steht Rest API zur Verfügung. Dabei erhält der Anwender Zugriff auf alle Daten des Gateways und von den angeschlossenen ASi Geräten.

Erster IO-Link Master mit OPC UA

16.11.2019 | Pepperl+Fuchs kann als erstes Unternehmen IO-Link Master mit OPC UA-Schnittstelle anbieten und ermöglicht so den Weg zu einer durchgängigen, transparenten und lückenlosen Kommunikation von der untersten Feldebene bis in die Cloud.

Der Automatisierungsspezialist hat die Geschäftstätigkeit der Comtrol Corporation übernommen. Comtrol ist ein Pionier im Bereich ethernetgestützter industrieller Kommunikation und ein führender Anbieter von IO-Link Mastern. Hierdurch verstärkt Peppel+Fuchs seine Position als Systemanbieter im Bereich von IO-Link.

OPC UA ist ein ethernet-basiertes Kommunikationsprotokoll und eröffnet einen einfachen und flexiblen Weg für die Kommunikation von Maschine zu Maschine oder von der Maschine in die Cloud. Hierbei zeichnet sich OPC UA vor allem durch seine Unabhängigkeit aus, wodurch Kunden eine maximale Flexibilität bei der Gestaltung ihrer IoT-Systeme erhalten und völlig frei sind, auf welcher Plattform sie diese aufsetzen.

Ethernet Switch | Der Datenlenker im Netzwerk

Durch die Kombination von OPC UA und IO-Link schafft Pepperl+Fuchs dabei ganz neue Möglichkeiten für eine lückenlose Kommunikation. Schafft IO-Link die Schnittstelle zu Identifikations-, Diagnose- und Parameterdaten der Sensorik, so stellt OPC UA die optimale Lösung dar, diese Daten parallel zur zeitkritischen Steuerungskommunikation vollständig an PC- oder cloudbasierte Systeme zu übertragen. Erst hierdurch werden die Visionen rund um Industrie 4.0 ermöglicht, indem detaillierte Daten aus der untersten Feldebene gesammelt und zielorientiert ausgewertet werden können.

IO-Hub mit 10 Eingängen und 6 Ausgängen

07.10.2019 | Pepperl+Fuchs hat die Erweiterung des IO-Link Portfolios im Fokus: Für Anwendungen mit beengten Einbaubedingungen wird der IO-Link Master der ICE1 Serie künftig auch in einem lediglich 30 mm schmalen Gehäuse verfügbar sein. Vorteile wie Multiprotokoll, M12 Powerstecker und Webserver-Funktionalität stehen dem Anwender weiterhin zur Verfügung.

Um auch digitale IOs optimal in die IO-Link-Welt einzubinden, wird das Portfolio an I/O-Hubs mit IO-Link Schnittstelle um eine Variante mit zehn digitalen Eingängen und sechs digitalen Ausgängen und eine Variante mit 16 frei konfigurierbaren digitalen Ein-/Ausgängen erweitert.

Abgerundet wird der Ausbau des IO-Link Portfolios durch die Einführung einer IO-Link Signalsäule, welche die völlig flexible Zusammenstellung von bis zu fünf Signalelementen bietet.

Ethernet APL | Aktueller Stand, Anwendungen und Umsetzung

Egal ob induktive Näherungsschalter, Positioniersysteme, optoelektronische Sensoren, Ultraschallsensoren oder RFID: Das Portfolio an IO-Link-Sensoren bietet maximale Flexibilität in der Anwendung. Neben Sensoren verschiedener Wirkprinzipien stehen auch passende Infrastruktur und Zubehör zur Verfügung. Dies umfasst IO-Link-Master, passende Leitungen, aber auch I/O-Hubs sowie dazugehörige Software-Pakete.

Profinet Gateway für nahtlose Integration von Daten

06.12.2018 | Mit dem neuen LB Profinet Gateway realisiert Pepperl+Fuchs die Anbindung von LB Remote I/O Systemen an die Profinet Welt. Dank durchgängiger Kommunikation kann zusätzlich die im Feld vorhandene Intelligenz optimal genutzt werden – ein entscheidender Schritt, um Anlagen fit zu machen für Industrie 4.0.

Zugriff auf alle Hart-Geräte

Anfang 2019 bringt der Automatisierer das LB Profinet Gateway auf den Markt und ermöglicht damit neben der herkömmlichen Profinet-Funktionalität den vollen Zugriff auf alle angeschlossenen Hart-Geräte. In der Praxis stehen dem Anwender daher zusätzlich zu den Prozessvariablen auch Hart-Nebenvariablen als Zweitmesswerte zur Verfügung. Darüber hinaus können via Hartip die Diagnosedaten der Feldgeräte ausgelesen werden – Transparenz und Anlagenverfügbarkeit werden so deutlich erhöht.

Außerdem bietet das Gateway maximale Flexibilität, da verschiedene Protokolle über dasselbe Verbindungskabel laufen können wie Profinet und Hart-IP. Und das erfolgt hochperformant, denn an ein voll belegtes Remote-I/O-System können bis zu 80 Feldgeräte angeschlossen werden, die ohne Zeitverzögerung kommunizieren.

Gateways für die Netzwerke der Industrie 4.0 Fabrik

Netzwerk Gateway mit intelligentem Redundanzkonzept

Das Gateway, auch bekannt als Netzwerkknoten, basiert auf einem intelligenten Redundanzkonzept: Ein integrierter Switch gewährleistet so jederzeit die Funktion des Netzwerks auf Grundlage des Medium Redundancy Protocol (MRP). Fällt eine Leitung aus, wird das Ringnetzwerk neu konfiguriert, um Datenpakete über die alternative Route zu leiten. Da mit Big Data und der zunehmenden Vernetzung von Industrieanlagen auch das Gefahrenpotenzial wächst, erfüllt das neue Gateway außerdem entsprechende Sicherheitsanforderungen. Mit dem größten am Markt verfügbaren Display ist das Gateway einfach bedienbar. Gerätezustand und weitere Diagnosedaten lassen sich auf einen Blick über RGB-LEDs ablesen.

Gateway Grundlagen

Was ist ein OSI-Modell?

Das OSI-Modell (Open Systems Interconnection Model) ist ein konzeptionelles Rahmenwerk, das zur Beschreibung der Funktionen eines Netzwerksystems dient. Entwickelt wurde es von der Internationalen Organisation für Normung (ISO). Das OSI-Modell definiert Netzwerkprotokolle in sieben aufeinander aufbauenden Schichten (engl. layers). Jede Schicht des Modells kümmert sich um einen spezifischen Aspekt der Netzwerk-Kommunikation.

Welche Schichten definiert das OSI Modell?

Die Verwendung des OSI-Modells erleichtert das Verständnis und die Fehlersuche in komplexen Netzwerksystemen, indem es den Datenfluss in klar definierte Schichten unterteilt. Die sieben Schichten des OSI-Modells sind:

Physische Schicht: Der Physical Layer befasst sich mit den physikalischen Aspekten der Datenübertragung, wie Verkabelung, Steckverbinder sowie Senden und Empfangen von Bits.
Sicherungsschicht: Der Data Link Layer ist für die zuverlässige Übertragung von Datenpaketen innerhalb eines Netzwerks verantwortlich und organisiert Bits in Datenpaketen, kümmert sich um Fehlerkorrektur und Flusskontrolle.
Vermittlungsschicht: Der Network Layer ist für die Auswahl des besten Pfades für die Datenübertragung durch das Netzwerk (Routing) zuständig.
Transportschicht: Der Transport Layer sorgt für die sichere und zuverlässige Datenübertragung zwischen den Systemen und regelt Aspekte wie Flusskontrolle und Fehlerkorrektur.
Sitzungsschicht: Der Session Layer kümmert sich um Herstellung, Verwaltung und Beendigung von Verbindungen bzw. Sitzungen zwischen Anwendungen.
Darstellungsschicht: Der Presentation Layer sorgt für die Darstellung der Daten, also die Umwandlung von Daten in eine Form, die von Anwendungen gelesen werden kann vice versa.
Anwendungsschicht: Der Application Layer bietet Netzwerkdienste für Anwendungsprozesse. An diesem Punkt interagiert die Netzwerksoftware mit der Anwendungssoftware.

Was sind Router Gateways?

Ein Router Gateway ist ein Netzwerkgerät, das die Kommunikation zwischen zwei oder mehreren unterschiedlichen Netzwerken ermöglicht, die auf dem Internet Protocol basieren. Die Art von Gateway vereint die Funktion eines Routers und eines Gateways in einem Gerät. Als Router leitet das Gerät Datenpakete innerhalb der IP Netzwerke weiter, basierend auf den IP-Adressen der Quelle und des Ziels. Es verwendet Tabellen und Protokolle, um den besten Weg zu ermitteln, um ein Paket vom Quellnetzwerk zum Zielnetzwerk zu leiten. Als Standard Gateway dient es als Einstiegspunkt in die Netze und stellt die Verbindung zwischen den unterschiedlichen Netzwerk-Architekturen her. Dies beinhaltet häufig die Umwandlung von Datenformaten oder Kommunikations-Protokollen, um die Interoperabilität zwischen den Netzwerken zu gewährleisten. In vielen Heim- und Geschäftsnetzwerken sind Router und Gateways in einem Gerät kombiniert.