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Daten-Gateway und IIoT-Router

Maschinen bereit –
für das Internet of Things

Servicedienstleistungen via Remote Access helfen Maschinenherstellern dabei, die eigene Wettbewerbsfähigkeit abzusichern. Es geht um reduzierte Wartungskosten, optimierte Betriebszeiten und einen besseren Kundenservice. Konnektivität für solche Anwendungen liefert die Fernzugriffslösung eWon Flexy von HMS Industrial Networks.

Bild: HMS Industrial Networks GmbH

Bild: HMS Industrial Networks GmbH

Der Trend zur Fernüberwachung von Maschinen und Anlagen drückt sich auch in Zahlen aus. Der Anbieter von industriellen Kommunikationslösungen HMS Industrial Networks verzeichnet bei den Fernzugriffen über seine Industrial Internet of Things-Plattform ‘Talk2M’ rasant steigende Zugriffszahlen. Es sind 120.000 eWon-VPN-Router in Talk2M registriert, die insgesamt neun Millionen VPN-Verbindungen hergestellt haben. „Innerhalb von vier Jahren hat sich die Anzahl der Verbindungen verzehnfacht“, sagt Serge Wautier, R&D Software Manager, Business Unit eWon. Für die Mitarbeiter der Geschäftseinheit ist Remote Access nicht nur unverzichtbar, sondern auch eine Voraussetzung für den Weg in eine digitale Zukunft. In dieser wird das Industrial Internet of Things, kurz IIoT, eine bedeutende Rolle spielen. Die Remote Data-Lösung von HMS unterstützt diese Digitalisierung im Maschinenbau, indem sie den Fernzugriff mit Datendiensten verbindet. Mit dem IIoT-Router und Daten-Gateway eWon Flexy können Maschinenhersteller Möglichkeiten zum Fernzugriff in ihre Produkte integrieren und sie gleichzeitig für aktuelle und künftige IIoT-Projekte mit den nötigen Datendiensten ausstatten.

IIoT-Router und Daten-Gateway für Fernwartungstechniker

Die eWon Flexy ist ein IIoT-Router und Daten-Gateway, das extra für Fernwartungstechniker entwickelt wurde, die spezifische Anforderungen an ihre betrieblichen Anwendungen stellen. Das für diesen Zweck ausgelegte Gerät funktioniert unabhängig von den jeweils anderen angeschlossenen Geräten. Mit dem Produkt lässt sich der Zugriff auf Industriemaschinen über das Internet realisieren. Das ermöglicht beispielsweise die Fehlersuche und Prüfung von Variablen und die Reprogrammierung der SPS. Auch das Human Machine Interface einer Maschine kann sich so anzeigen und steuern lassen. Um einen noch besseren Eindruck über die Umstände vor Ort zu gewinnen, können IP-Kameras in das System eingebunden werden. Darüber hinaus ermöglicht das Gateway, die Daten einer speicherprogrammierbaren Steuerung zu erfassen. Aus diesen Daten lassen sich Übersichten erstellen, die entweder lokal auf dem Produkt gespeichert sind oder über eine Webportal-Plattform bereitgestellt werden, etwa wenn mehrere Geräte Daten liefern. Die Daten können darüber hinaus in Edge Computing-Anwendungen, wie Leistungsüberwachung und vorausschauende Wartung, durch Produkte anderer Hersteller eingespeist werden.

Bild: HMS Industrial Networks GmbH

Das ViewOn-Dashboard ist über jeden Standard-Webbrowser durch das M2Web-Portal zugänglich. (Bild: HMS Industrial Networks GmbH)

Fernerfassung von Maschinendaten

Das Gateway lässt sich neben dem Fernzugriff auch dazu nutzen, Felddaten zu erfassen und zusammenzustellen. Damit sollen auch Anwender ohne IT-Kenntnisse in die Lage versetzt werden, die sofort einsatzbereiten Monitoring-Anwendungen auf der Bais von Maschinendaten einzusetzen. Dazu sind lediglich zwei Schritte notwendig:

Verbinden mit Feldgeräten: Das Daten-Gateway kann sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Industriegeräte verbinden: hauptsächlich SPSen, aber auch Fern-I/Os, Messsysteme und Sensoren. Auch wenn hauptsächlich der Ethernet-Port zur Verbindung mit der SPS genutzt wird, steht für ältere Steuerungen ebenfalls ein serieller Anschluss zur Verfügung. Die Flexy beherrscht die Kommunikationsprotokolle großer SPS-Marken, um die SPS-Register zu pollen. Anwender müssen lediglich das richtige SPS-Protokoll auswählen, angeben, wie sie Daten in dem Gerät sammeln möchten – etwa Register oder Datenblock – und die Verbindung herstellen.

Daten in Tags speichern: Ein Tag ist eine Variable oder ein Register, die oder das einen von der SPS übermittelten numerischen Wert enthält. Tags werden verwendet, um die Herkunft von Daten anzugeben. Beispiele dafür sind die Bezeichnungen: Tankfüllstand, eWon-Speicher1, Siemens_MW100.

Sobald die Felddaten in den Tags im Gateway gespeichert wurden, können sie verwendet werden, um unter anderem:

  • Alarmfunktionen zu verwalten (Alarmauslösung und Alarmmitteilungen)
  • Ein benutzerdefiniertes Fern-Web-Dashboard zu erstellen
  • Daten zu protokollieren
  • Echtzeit- oder historische Daten über FTP oder HTTP(S) (CSV-Dateien) sowie über die Talk2M Datamailbox auf einen Server zu übertragen
  • Die Tags im Modbus-TCP oder OPC UA für den lokalen Zugriff auf das Scsda-System zu veröffentlichen.

Tags sind in diesem Sinn als die Grundlage der Flexy-Anwendung für den Fernzugriff in Kombination mit Datendiensten zu verstehen.

Bild: HMS Industrial Networks GmbH

Tags sind die Grundlage der Flexy-Lösung. (Bild: HMS Industrial Networks GmbH)

Alarmverwaltung sinnvoll integrieren

Die Alarmverwaltung ist ein wesentlicher Aspekt für Maschinenbauer und Endanwender. Sie bietet die Möglichkeit, Maschinenausfallzeiten durch Optimierung von Reaktionszeiten zu reduzieren. Darüber hinaus können Alarmmitteilungen den unnötigen Zeitaufwand der Überwachung des Maschinenzustands durch die unmittelbare Übermittlung der richtigen Informationen reduzieren. Die Anwendung ist unkompliziert. Für jedes im Daten-Gateway erstellte Tag können Alarmmeldungen durch die Definition von Schwellenwerten oder Aktivierungsverzögerungen ausgelöst werden. Wenn der Tag-Wert einen Schwellenwert überschreitet, löst die Netzwerk-Komponente einen Alarm aus. Das Gerät kann Mitteilungen für jeden definierten Alarm in Form einer E-Mail, SMS oder Datei an einen FTP-Server oder Daten über HTTP(S) versenden. Mitteilungen können bei unterschiedlichen Alarmzuständen ausgegeben werden: Wenn jemand einen Alarm quittiert, wenn der normale Zustand wiederhergestellt wird, oder der Alarm endet. Um sicherzustellen, dass die versendete Mitteilung für jeden Benutzer gleichermaßen relevant ist, kann sie benutzerdefiniert angepasst werden. Das umfasst dynamische Inhalte wie Tag-Name, Alarmzustand und Alarmstufe, Tag-Beschreibung, Zeitstempel und Wert zu diesem Zeitpunkt, Alarmmaßnahmen oder auch Informationen über das Daten-Gateway selbst.

Software-Editor für Web-Dashboards

Auf dem IIoT-Router lassen sich Websites speichern. Auf diese Weise erhalten Maschinenbauer und Endanwender Zugriff auf ihr eigenes personalisiertes Web-Dashboard, welches auf dem Gateway liegt und Informationen über die Maschine enthält. Um die Web-Dashboards zu gestalten, stellt HMS Industrial Networks die kostenlose Software ViewOn zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um einen Web-basierten Human Machine Interface-Editor, der animierte Web-Dashboards zum Beispiel für Produktionsübersichten, Leistungsindikatoren, Produktionszähler, Datentrenddiagramme und Alarmanzeigen einzurichten hilft. Ist ein Dashboard fertig gestellt, können Nutzer es als HTML5.0-Seite auf den Gateway hochladen. Abrufen lässt es sich über jeden Standard-Webbrowser.

Bild: HMS Industrial Networks GmbH

Serge Wautier, R&D Software Manager, Business Unit eWon (Bild: HMS Industrial Networks GmbH)

Schnelle Inbetriebnahme und Grundlage für neue Dienste

Die unkomplizierte Inbetriebnahme einer Fernzugriffslösung inklusive Alarmverwaltung und Web-HMI erleichtert es deutlich, mit einer Fernzugriffslösung Kosten zu sparen, Maschinenausfallzeiten zu reduzieren und weitere Dienste aufzusetzen, die den späteren Anlagenbetreibern Mehrwerte bieten. Doch auch IIoT-Anwendungen zur Datentrend- und Leistungsüberwachung lassen sich vergleichsweise einfach einrichten. Zum Beispiel können Daten verschiedener Maschinen erfasst und auf einem Server zusammengestellt werden, um sie mit der Monitioring-Software eines anderen Herstellers zu analysieren. Um die Felddaten in entsprechenden Dashboards abzubilden, müssen lediglich Kenntnisse über die Analyse-Software vorhanden sein. Außerdem können Entwickler mit Basic- oder Java-Know-how die Daten für die Einbindung in verschiedene Anwendungen aufbereiten.


Router und Gateway für viele Aufgaben

Die eWon Flexy ist ein modularer IIoT-Router und Daten-Gateway, der viele unterschiedliche Schnittstellen wie Ethernet, seriell, I/O oder USB mitbringt. WAN-Konnektivität für die Integration zum Beispiel in WLAN oder Mobilfunk lässt sich über Erweiterungskarten herstellen. Mithilfe der Schnittstellen lassen sich entfernt voneinander aufgestellte Geräte in einer Umgebung miteinander verbinden, selbst wenn sich die Kommunikationstechnologien permanent verändern. Auch der Austausch mit unterschiedlichen Feldgeräten ist ungeachtet des verwendeten Protokolls möglich.
Maschinen bereit -für das Internet of Things
Bild: HMS Industrial Networks GmbH



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