Dr. Jörg Lantzsch, für ifm electronic GmbH in Essen
Sensoren sind die Sinnesorgane von Maschinen und Anlagen aller Art. Steuerungen verarbeiten die von den Sensoren ausgegebenen Signale oder Messwerte und steuern entsprechend die Aktoren an. Bei Industrie-4.0-Konzepten kommt der Verfügbarkeit der Sensordaten im Industrial Internet of Things (IIoT) eine besondere Bedeutung zu. So können die Informationen, die aus den Sensorsignalen generiert werden, für Aufgaben jenseits der normalen Steuerungstechnik verwendet werden. Typisches Beispiel ist die zustandsorientierte Wartung, bei der etwa Schwingungsdaten von Lagern analysiert werden, um diese bei Verschleiß rechtzeitig vor einem Maschinenstillstand auszutauschen.
IO-Link als Standard
Das Kommunikationssystem IO-Link entwickelt sich immer mehr zum Standard, wenn Sensordaten in Industrie-4.0-Anwendungen verwendet werden sollen. Einer der Vorteile liegt darin, dass die Daten über IO-Link an übergeordnete Systeme weitergegeben werden können, ohne in die Steuerungsarchitektur der Maschine oder Anlage eingreifen zu müssen. So lassen sich beispielsweise Daten in eine Cloud übertragen, um dort eine umfassende Überwachung verschiedener Maschinen und Anlagen zu ermöglichen. Das ist einer der Gründe dafür, dass ifm alle Sensoren mit IO-Link-Schnittstellen ausstattet. Das Unternehmen bietet zahlreiche Systeme an, die eine Cloud-Anbindung der Sensoren vereinfacht. Dazu gehören Hardware- und Softwarekomponenten, die eine direkte Vernetzung aller angeschlossenen Sensoren und Aktoren mit einem lokalen Server über ein Ethernet-Netzwerk ermöglichen. Darüber können Maschinendaten, Prozessparameter und Diagnosedaten direkt ausgelesen und in der IT weiterverarbeitet werden. Zum Portfolio gehören auch Softwarepakete wie der Smartobserver, die eine einfach zu bedienende Datenauswertung und ein Monitoring über kundenspezifisch gestaltet Cockpits bieten.
Ohne Netzwerkanbindung ins IIoT
Eine Netzwerkanbindung für die Sensordaten ist in vielen Fällen schwierig zu realisieren. Dafür kann es verschiedene Gründe geben: Ein typisches Beispiel sind Sensoren in abgelegenen Anlagenteile, an denen gar keine Netzwerkanbindung vorgesehen ist. Aber auch bei einer Produktionsumgebung in einer Fabrikhalle ist eine Netzwerkanbindung von Sensoren nicht immer problemlos möglich. So ist in Unternehmen häufig ein Zusammenwirken von Automatisierung, Instandhaltung und IT-Abteilung notwendig. Gerade auf Seiten der IT bestehen oft Sicherheitsbedenken, wenn zusätzliche Systeme in bestehende Netzwerke eingebunden werden sollen. Dies gilt in besonderem Maße, wenn externe Partner auf die Daten Zugriff haben sollen. In solchen Fällen bietet der io-key von ifm eine einfache und schnelle Möglichkeit, um Sensordaten direkt in die Cloud zu übertragen. Das kompakte Gerät benötigt lediglich eine Spannungsversorgung und eine ausreichende Mobilfunk-Netzabdeckung. Zur Kommunikation verwendet das Modul Narrowband IoT oder das 2G-Netz. In den Mobilfunkverträgen ist ein europaweites Roaming inklusive. Alternativ ist auch eine Mobilfunkanbindung über LTE CAT M1 möglich, wodurch der io-key auch weltweit eingesetzt werden kann. Da nur geringe Datenmengen übertragen werden, sind diese schmalbandigen Netze, deren Abdeckung praktisch überall sehr gut ist, völlig ausreichend, und die Datenübertragung ist zuverlässig. Zwei Sensoren können an den io-key angeschlossen werden und übertragen anschließend die Messwerte direkt in eine gesicherte Cloud. Die gesamte Installation funktioniert nach dem Prinzip Plug & Play. Der io-key arbeitet als IO-Link-Master und verfügt über ein integriertes Mobilfunk-Gateway. Die Mobilfunk-Verbindung arbeitet mit einer ins Gerät integrierten eSIM, wodurch kein weiterer Konfigurationsaufwand entsteht. Da die Geräte zusammen mit einem Abomodell von ifm ausgeliefert werden, stehen die Daten nach der Inbetriebnahme sofort in der Cloud zur Verfügung. Die gesamte Installation kann ohne Eingriff in die IT des Unternehmens vorgenommen werden.
