Industrielle Automation 1/2019

Sensoren Aktoren SPS LTE

Sensoren Aktoren SPS LTE Router Sensoren Aktoren MC100 GPIO LTE IoT Gateway Smarte Lösung IoT-Gateway: bereit für die mobile Datenkommunikation Bernhard Bleitner, Technischer Geschäftsführer, Dr. Myrja Vree, Marketing; beide bei der MC Technologies GmbH in Hannover Viele Unternehmen setzen auf das Internet of Things (IoT) und erzielen schnell einen Mehrwert aus den Vorteilen vernetzter Strukturen. Wir stellen Ihnen eine Plattform vor, die es erlaubt, wirtschaftlich Messwerte oder Berechnungen über das LTE-Mobilfunknetz an Server in Unternehmen, Visualisierungssoftware oder Cloud Services zu übertragen. Auf eine teure und überdimensionierte Steuerung kann dabei verzichtet werden. IoT-Plattformen, Security-Technologien und Cloud Computing gelten gemäß der „IDG-Studie Internet of Things 2018“ der IDG Research Services in den meisten Unternehmen als unverzichtbar für den Erfolg des Internet of Things. 57 % der Unternehmen sehen diese Plattformen als die wichtigste Technologie für das IoT an, aber nur 22 % nutzen derzeit eine solche Plattform. Vorreiter sind, wie so oft, die großen Firmen. In den kleinen und mittleren Unternehmen besteht oftmals Nachholbedarf. Sie müssen vor allem in die IT-Infrastruktur, IoT-Plattformen und Security investieren. Dabei scheitert die Umsetzung zumeist an den Kosten für die erforderlichen Bordmittel oder an der Sicherheit. Im Markt werden teure Steuerungen in Verbindung mit Mobilfunkroutern oder instabile Lösungen auf Basis von Einplatinencomputern eingesetzt. Doch wie kann diese Herausforderung kostengünstig und gleichzeitig gemäß Industriestandard sicher gelöst werden? Warum Kleincomputer in der Industrie an ihre Grenzen stoßen Der Einsatz von den einfachen preiswerten programmierbaren Kleincomputern in der Industrie wächst kontinuierlich und die Vorteile liegen dabei auf der Hand: er besteht aus einer Platine mit einigen wenigen Anschlüssen, er ist preiswert, Linux-basierend und leicht programmierbar. Er scheint auf den ersten Blick universell einsetzbar. Für einen Proof-of-Concept sind die Kleincomputer sehr gut geeignet. Im Bereich der Industrie-Anwendungen scheitern diese Lösungen jedoch vielfach. Im Feld erweisen sie sich oft als wenig zuverlässig. Sie haben keine Zulassung, es fehlt ihnen an Schnittstellen und Setup-Optionen. Das Betriebssystem befindet sich auf einer steckbaren SD-Karte, sie beherrschen die Mobilfunktechnik nur unzureichend und passende Gehäuse für die gesamte Hardware sind kaum zu finden. Kurz: Sie erfüllen keinerlei Industrie-Standard. Im Industrial Internet of Things tummeln sich viele Anwendungen mit kleinen Applikationen, etwa für die Übertragung von Sensordaten, Schaltfunktionen, Füllständen sowie Temperatur und Feuchte. Der Aufwand, das System aufgrund der vielen Applikationen aktuell zu halten, ist immens. Anwenderseitig sind eine hohe Skalierbarkeit, Unabhängigkeit, Individualität und einfache Werkzeuge nach Industrie-Standard gewünscht. Hinzu kommt, dass vor Ort oft kein Netzwerkanschluss vorhanden oder die Nutzung vorhandener lokaler Netzwerke aus Datenschutzgründen ausgeschlossen ist. Die Lösung des Problems lautet: industrielle Datenkommunikation über Mobilfunk. Vorteile der industrietauglichen Multifunktions-Plattform Um der Vielfalt an möglichen Anwendungen nach Industrie-Standard gerecht zu werden, hat MC Technologies seine MC 100-Produktfamilie ins Leben gerufen. Das beliebig erweiterbare Basis-Board MC 100 ist eine industrietaugliche Mobilfunk-Multifunktions-Plattform. Sie besticht durch schlankes Linux und der Nutzung von Mobilfunkdaten. Sie ist kostengünstig, beliebig erweiterbar und lässt sich leicht programmieren in Python, Java oder C/C++ sowie Node-RED. Bereits vorinstalliertes grafisches Entwicklungswerkzeug Das grafische Entwicklungswerkzeug Node- RED ermöglicht es, Anwendungsfälle im Bereich des Internets der Dinge mit einem einfachen Baukastenprinzip umzusetzen. 12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2019

TITEL I SENSORIK UND MESSTECHNIK Simple oder komplexe Systemabläufe können über die grafisch programmierbare Plattform komfortabel –auch für unerfahrene Programmierer –realisiert werden. Von Node- RED unterstützte IoT-Protokolle wie MQTT, IoT-Azure, Modbus und die Verfügbarkeit eigener Knoten aus dem Haus MC Technologies, vereinfachen die Übermittelung von Messwerten, Schalt- und Zählerzuständen an Unternehmensserver, Visualisierungssoftware oder Cloud-Services. Software und Betriebssystem punkten durch Flexibilität Das von MC Technologies vorinstallierte Linux-Betriebssystem punktet ebenfalls mit Flexibilität. Es bietet umfangreiche Funktionen wie einen implementierten Package- Manager. Für eigene Entwicklungen des Kunden wird eine Toolchain zur Verfügung gestellt, um zum Beispiel bestehende Software, welche in C/C++ entwickelt wurde, auf das MC 100 zu portieren. Auch bei der Hardware setzt MC Technologies auf Flexibilität und Langzeitverfügbarkeit: Durch das offene Gesamtsystem ist die Anpassung kundeneigener Schnittstellen sowie die Anbindung von weiteren Endgeräten, beispielsweise von Sensoren oder auch von applikationsspezifischen Erweiterungsboards, möglich. Für eine schnelle Entwicklung von Applikationen mit drahtloser Konnektivität besitzt das MC100 GPIO ein 4G LTE-Modem. Für die Anbindung von smarten Sensoren und Aktoren ist das MC100 GPIO mit digitalen Ein- und Ausgängen sowie mit analogen Eingängen (0 - 20 mA, 0 - 10 V) und PWM- Ausgängen bestückt. Um eine überdimensionierte und kostenintensive Steuerungseinheit und einen zusätzlichen Mobilfunk- Router zu ersetzen, kann das MC 100 GPIO beispielsweise über das industrielle M2M- Kommunikationsprotokoll OPC UA Sensordaten an einen WinCC Client oder einen UaExpert senden. Auch der MC 100 Sensor Carrier bietet einen schnellen und einfachen Weg, um Daten von verteilten Sensoren und Aktoren an Back-End- Systeme zu übertragen. Temperaturmessung über Platin- Messwiderstände, wie dem PT1000 oder PT100, die komfortable Übertragung der Daten über MQTT und FTP sind nur ein praktisches Anwendungsbeispiel. Zusätz - lich ist eine ausreichende Rechenleistung und freier Speicher vorhanden, um kleinere Aufgaben lokal auszuführen. Mit allen Produkten ist die direkte Übertragung der Daten über Messenger wie SMS, E-Mail und Telegram möglich. Gleichzeitig können über diese Dienste Steuerungen des MC 100 komfortabel per Klick durchgeführt werden. Spezifische Boards inklusive Als besonderen Service bietet MC Technologies eine ausführliche Beratung, eine exklusive Programmierung sowie die Entwicklung und Herstellung spezifischer Erweiterungsboards für Kundenprojekte an. Somit gibt es regelmäßige Erweiterungen der Schnittstellen und Treiber. IoT-Lösungen über das Mobilfunknetz sind durch eine offene Softwareplattform flexibel wie Einplatinencomputer und entsprechen gleichzeitig den hohen industriellen Anforderungen. Dabei sind sie in einem einzelnen Gateway deutlich kostengünstiger als eine Steuerung mit zusätzlicher Kommunikationseinheit. Durch die hoch-skalierbare Systemplattform von MC Technologies wächst die Gerätefamilie des MC 100 mit den Anforderungen und Erwartungen der Messdaten ermitteln, Stati und Alarme von Maschinen aus dem Feld an Server oder Smartphones übertragen: Mit unseren innovativen M2M- und IoT-Lösungen lässt sich dies auch ohne teure Steuerung bewerkstelligen. Bernhard Bleitner, Technischer Geschäftsführer, MC Technologies GmbH, Hannover Anwender an sichere IoT-Lösungen für Fernwarten und Fernwirken. Vom Embedded System bis hin zur Komplettlösung MC Technologies steht für innovative M2M-/IoT-Lösungen und individuelle Verbindungstechnik. Vom Design-In-Prozess für Mobilfunk-Module bis zur Kabelkonfektion steht das Unternehmen als Entwicklungspartner, Hersteller und Distributor bzw. Logistikpartner an der Seite seiner Kunden. Das breite Angebotsportfolio reicht von der Fertigung individueller und passgenauer elektronischer oder elektromechanischer Baugruppen als Embedded System bis hin zu Komplettlösungen. Das Unternehmen mit Sitz in Hannover ist ISO 9001:2015 zertifiziert und steht für Qualität. Bilder: MC Technologies www.mc-technologies.net 01 Die MC100 SensorBox ist mit Schnittstellen für Temperatursensoren sowie mit weiteren Ein- und Ausgängen ausgestattet 02 Über das grafische Programmierwerkzeug Node-RED können u. a. Messwerte über das Mobilfunknetz z. B. an einen Server übertragen werden INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2019 13