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Industrielle Automation 4/2019

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Industrielle Automation 4/2019

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Auf Höhenflug Zukunftsorientierte Industrie-4.0-Lösungen für Cloud-basierte Anwendungen Dr. Konrad Kern ist Produktmanager Fabrikautomation bei der Pepperl+Fuchs GmbH in Mannheim Zum ersten Quartal dieses Jahres hat ein Mannheimer Automatisierungsspezialist seine Kompetenz im Bereich der industriellen Vernetzung erweitert. Damit wurde ganz im Sinne zukünftiger Industrie-4.0- Anforderungen der Weg einer durchgängigen Kommunikation geebnet, vom Sensor im Feld bis hin zur Cloud. Lesen Sie, wie Sie davon profitieren können und welche Trends einer der weltweit führenden Sensorhersteller in puncto IO-Link setzt. Pepperl+Fuchs gehört weltweit zu den führenden Sensorherstellern und hat mit Wirkung vom 01.02.2019 die gesamten Geschäftstätigkeiten des US-amerikanischen Pionier Comtrol Inc. für industrielle Vernetzung übernommen. Mit dem ersten seriellen Multiport-Controller hat Comtrol bereits 1982 eine wichtige Komponente für die industrielle Vernetzung auf den Markt gebracht. Seitdem beschäftigt sich das Unternehmen schwerpunktmäßig mit der Integration industrieller Anwendungen in die Ethernet-Welt und die Cloud. Mit den Produkten aus New Brighton (Minnesota, USA) kann Pepperl+Fuchs nun den gesamten Kommunikationsweg der Sensordaten einschließlich Industrie-4.0-Anwendungen vollständig aus einer Hand abdecken. Pepperl+Fuchs Comtrol, wie die neue Unternehmenseinheit inzwischen heißt, bietet intelligente und innovative Interface Komponenten, die die verschiedenen Hierarchie-Ebenen miteinander verbinden. IO-Link-Master agieren auf Geräteebene und in der Ethernet-Welt Zu diesen Geräten gehören seit vergangenem Januar die ersten IO-Link-Master, die neben einem deterministischen Feldbusprotokoll parallel auch OPC UA und MTQQ sprechen. Mit ihnen wird durchgängiger, auf Standardprotokollen basierender Übergang zwischen der Geräte-Ebene und der Ethernet-Welt möglich. Die IO-Link-Master beherrschen auf der einen Seite mit Profi- net oder EtherNet/IP ein deterministisches Protokoll. In beiden Fällen steht gleichzeitig auch Modbus TCP zur Verfügung. Parallel dazu können auf demselben Kommunikationskanal OPC UA und MQTT übertragen werden. Das Portfolio der IO-Link-Master umfasst Geräte für das Feld sowie für den Schaltschrank. OPC UA eröffnet einen einfachen Weg für die Kommunikation von Maschine zu Maschine, mit MQTT steht zusätzlich ein verbreitetes Standardprotokoll für die Web- Ebene zur Verfügung. Der Master übersetzt die Daten direkt aus IO-Link in diese Protokolle. Während über Profinet und EtherNet/ IP Status- und Diagnoseinformationen für die Steuerung übertragen werden, können über OPC UA oder MQTT Prozess- und Berechnungsdaten fließen, die für die Steuerung ohne Belang sind, für eine andere Maschine oder ein zentrales Leitsystem aber wichtig sind. Dadurch wird eine erweiterte Diagnose einschließlich der Vorausfallanzeige und dem Auslösen von Wartungsaktionen ermöglicht. Dabei können die Daten durch ausgelagerte Software in einem lokalen Auswertungstool verarbeitet werden oder ohne Interpretation in die Cloud übertragen werden. Dort ist auch der Einsatz selbstlernender Algorithmen möglich, etwa im 42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2019

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Rahmen eines ausgelagerten Analyseservice mit Rückmeldung über gleichen Kanal. Kleiner Schritt von seriell zu Internet of Things Mit der Erweiterung des Portfolios an Ethernet- Netzwerkbausteinen und Feldbusmodulen sind noch mehr Lösungen verfügbar, die die Lücke zwischen der Sensor-/ Aktor- und Steuerungsebene bis in die Cloud schließen. Konrad Kern Die Produktfamilie DeviceMaster übernimmt die Umsetzung der seriellen Protokolle RS232/422/485 für die PC-Kommunikation per TCP/IP oder für die Feldbus-Kommunikation mit Profinet oder EtherNet/IP. Mit diesen Geräten kann man also herkömmliche Installationen ohne strukturellen Eingriff in die IoT-Welt integrieren. Von der PC-Ebene aus lassen sich die Daten beliebig für weitere Verarbeitungsebenen zugänglich machen. Ein Beispiel für ein solches Upgrade ist der Anschluss von Barcodescannern, die typischerweise einen seriellen Anschluss besitzen. Die DeviceMaster gibt es mit einem oder mehreren Ports. Je Port können per Multidrop bis zu 32 serielle Geräte angeschlossen werden. DeviceMaster mit zusätzlicher Gate-way- Funktion können RS232/422/485 oder TCP/IP auch in die deterministischen Protokolle von Profinet und EtherNet/IP überführen. Gerätevarianten für den Anschluss an Profinet oder an Ethernet IP sind verfügbar. Beide unterstützen parallel auch Modbus und erlauben die Anbindung an herkömmliche Steuerungen und HMI- Lösungen. Sie nutzen ausgefeilte Interface- Funktionen für Rohdaten, mit denen die SPS-Programmierung robuster Prozesse deutlich vereinfacht wird. Das gleiche gilt für die Anbindung von Sensoren an die Steuerungsebene. Switches – für einfache bis hin zu komplexen Netzwerken Komponenten in industriellen Anwendungen müssen heute erweiterte Temperaturbereiche meistern, robust sein, eine hohe Performance hinsichtlich Kommunikation bieten und Daten zuverlässig transferieren. Und genau das leisten die Switches der Produktfamilie RocketLinx. Es gibt sie als Power-over-Ethernet- und Gigabit-Switches in unterschiedlicher Portanzahl und für unterschiedliche Montagearten. Der Anschluss kann klassisch mit RJ45 oder per Lichtleiter geschehen. Die RocketLinx-Switches stehen in zwei Grundversionen zur Verfügung: als Unmanaged und Managed Switches. Die Unmanaged Switches sind einfache Ethernet-Strukturkomponenten für geringes Datenaufkommen ohne Netzwerksegmentierung. Sie bieten den Plug&Play-Komfort, wie er aus der PC-Welt bekannt ist. Es genügt, die entsprechenden Geräte anzuschließen, eine Parametrierung ist nicht erforderlich. Diese bequeme Lösung funktioniert sehr gut bei kleinen Netzen mit geringer Netzwerklast. Wenn große Datenmengen in festgelegten Zyklen zu übertragen sind, werden Managed Switches eingesetzt. Sie erlauben es, im Netzwerk Sub segmente zu definieren sowie Prioritäten bei der Datenübertragung zu setzen. Remote Control und Traffic-Überwachung ist mit ihnen auch bei vielen Teilnehmern in Enterprise-Netzwerken möglich. Die Geräte bieten kurze Reaktionszeiten und garantierte Bandbreiten. Dank Realtime-Funktion werden so die ausgewählten Datenpakete zuverlässig innerhalb der definierten Frist übertragen. Die Managed Switches bieten umfangreiche Möglichkeiten zur Parametrierung der Feldgeräte und unterstützen das Simp le Network Management Protocol (SNMP). Damit bekommt der Administrator die Möglichkeit, in das Netzwerk hineinzuschauen und Diagnoseroutinen durchzuführen. Durchgängige Lösung Im Gegensatz zu klassischen PCs werden bei Thin Clients Anwendungen nicht lokal, sondern auf entfernten Servern ausgeführt, und nur die Bildinformationen und Eingaben über das Netzwerk übertragen. Für die Ebene über den Switches bietet Pepperl+Fuchs als Edge-Gateway den Box Thin Client BTC 12 an. Dieser moderne Industrie-PC verfügt über die benötigte Rechenleistung einschließ - lich Speicher und bietet zugleich die unerlässlichen Sicherheitsfunktionen, um das interne Netzwerk nach außen zu schützen und den Zugriff genau zu reglementieren. Üblicherweise wird er ohne Steuerungsfunktion verwendet, kann aber auch Steuerungslösungen beinhalten. Zwei Display- Port-Schnittstellen bieten Anschlussmöglichkeiten für Ultra-HD-Bildschirme mit einer 4K-Auflösung, die eine detaillierte Visualisierung der Prozesse erlauben. Außerdem können auch HDMI-fähige Monitore angeschlossen werden. BTC12 ist – neben dem umfassenden Sensorportfolio – ein Beispiel, wie sich Produkte des Pepperl+Fuchs-Stammhauses mit solchen von Pepperl+Fuchs Comtrol zu Gesamtlösungen kombinieren lassen. Es ist geplant, das Kompetenzzentrum in New Brighton mit seinem spezifischen Know-how zu IO-Link und EtherNet-Schnittstellen weiter auszubauen. Da alle Geräteklassen vom Sensor bis zur Cloud aus einer Hand zu beziehen sind, können Anwender bei der Migration von gegenwärtigen Strukturen zur Digital Factory umfassender unterstützt werden. Bilder: Schmuckbild Pixabay, sonstige Pepperl+Fuchs www.pepperl-fuchs.com Comtrol ist Pionier in Ethernet-basierter industrieller Kommunikation und IO-Link-Master-Gateways INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2019 43

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