20.11.2019

Starterkits für den Maschinen- und Anlagenbau

Der einfache Einstieg in IoT-Projekte

Wer heute die Möglichkeiten von IoT erfolgreich im Maschinen- und Anlagenbau nutzen will, sollte bestimmte Voraussetzungen beachten: Die existierende Technik in den Maschinen und Anlagen muss weitgehend beibehalten bleiben. Außerdem muss ein möglichst hoher Nutzwert gegeben sein - und dies bei kalkulierbaren Kosten. Einen einfachen und smarten Einstieg in die Edge-Technik ermöglichen die IoT-Starterkits von FP InovoLabs.

Autor: Stefan Körte


FP-Starterkit - Ihr smarter Einstieg in die IoT-Technologie
Bild: ©chinnarach/stock.adobe.com / FP InovoLabs GmbH

Die digitale Transformation hat einen wachsenden Einfluss auf alle Bereiche in einem Unternehmen. Auch SPS-Techniker werden heute immer öfter mit Themen rund um IoT und der Digitalisierung konfrontiert. Meist geht es dann darum, Produktionsdaten oder Informationen über Energieverbräuche aus der OT-Ebene für Auswertungen und Analysen in höheren Ebenen zur Verfügung zu stellen. Das Unternehmen FP InovoLabs stellt dafür eine Reihe von IoT-Gateways für die sichere Datenübertragung von der OT- in die IT-Ebene zur Verfügung. Die IoT-Gateways von FP erfassen dabei die Daten von Steuerungsanlagen und Außenstationen. Das modulare System ist kompatibel mit vielen Schnittstellen und kann daher mit unterschiedlichen SPS und Zählern kommunizieren. Das Speicher-Programmierbare Gateway (SPG) überträgt die Daten sicher an eine IoT-Cloudplattform. Diese wertet die Daten aus und visualisiert sie in einem Dashboard, welches die Kunden via Computer, Tablet oder Smartphone einsehen können. Somit können Kunden alle Daten ihrer Steuerungsanlagen zu jedem Zeitpunkt unkompliziert überwachen und auswerten. Für professionelle Anwender ist dies eine ideale Lösung, die sich in unzähligen Applikationen bewährt. Doch wie sieht es mit den Technikern und Ingenieuren aus, die bisher noch keine Gelegenheit hatten, sich mit dieser Thematik vertraut zu machen?

Starterkit für das IoT

Zur SPS-Messe startet FP InovoLabs mit dem Vertrieb von Starterkits für das IoT, die es sowohl Automatisierungstechnikern als auch IT-Mitarbeitern ermöglichen, ohne große Investitionen in die IoT-Welt einzusteigen und dort Erfahrungen zu sammeln. ITler lernen einen einfachen Weg kennen, die letzte Meile zu überbrücken. SPS-Techniker haben eine einfache Möglichkeit, die Produktionsdaten für die IT-Welt zu übermitteln, ohne die Struktur der vorhandenen Anlage ändern zu müssen. Mit dem IoT-Starterkit lassen sich auf einfachem Weg eigene IoT-Use-Cases entwickeln und erste Schritte in die Welt des IoT vornehmen - und das für eine Investition von 359€. Anwender können erleben, was das IoT für sie leisten kann. In diesem Sinne hilft das Starterkit auch, in den Firmen nicht selten vorhandene Gräben zwischen der OT- und der IT-Welt zu überwinden. Anwender nähern sich mit dem Starterkit der IoT-Thematik an und legen den Grundstein für spätere Erweiterungen. Alle Beteiligten lernen das Handling der Anbindung an das IoT auf einfache Art und Weise kennen und können ihren Erfahrungshorizont erweitern. Im Angebot stehen zwei unterschiedliche Starterkits. Das eine ist ganz klar auf Anwendungen der Automatisierungstechnik ausgerichtet, das andere hat den Fokus auf Anwendungen für das Energiemanagement. Beides sind komplette Pakete, die es ermöglichen, sofort loszulegen und erste Use Cases zu erstellen. Das OTGuard-Gateway im Automatisierungs-Starterkit hat einen digitalen Eingang mit Alarming-Funktion und bietet zwei serielle Schnittstellen für Modbus RTU (RS485) und RS232 zur Kommunikation mit Steuerungen und Peripheriegeräten. Um die Anschlussmöglichkeiten zu erweitern, enthält dieses Starterkit neben dem IoT-Gateway OTGuard ein Erweiterungsmodul für zusätzliche I/Os. Dieses Modul verfügt über drei analoge Eingänge sowie fünf digitale Ausgänge. Mit dieser Kombination können eine Reihe von typischen Aufgaben problemlos realisiert werden. Das Gateway lässt sich somit probehalber an die Sensorik vorhandener Maschinen und Anlagen anschließen und es können Produktionsdaten für die IT-Ebene aufbereitet werden. Dabei hat die Anbindung keinen Einfluss auf das Automatisierungssystem. Es kann sozusagen am lebenden Objekt probiert und gelernt werden. Das integrierte Mobilfunkmodul mit Antenne dient der abgesicherten Übertragung der Daten von sowie zur Zentrale über LTE. Auf einem USB-Stick sind sämtliche Konfigurationsprogramme und die komplette Dokumentation enthalten. Zum Starterkit gehören darüber hinaus ein limitierter kostenloser Cloudzugriff sowie eine in der Funktionalität vorgegebene Version einer kompletten Dashboard-Visualisierungssoftware. Der Anwender verfügt mit der Dashboard-Lösung über ein flexibles Werkzeug für übersichtliche und transparente Darstellungen und Analysen der übertragenen Werte. Es ist also alles dabei, um sofort loszulegen und wertvolle Erfahrungen zu sammeln. Auch an die Sicherheit wurde gedacht: Kommuniziert wird über einen VPN-Tunnel. Der Zugriff auf die Cloud und das Gateway zur Konfiguration ist per Smartphone möglich.

Einfache Konfiguration und Inbetriebnahme

Im Starterkit sind drei verschiedene Programmiermöglichkeiten vorgesehen, die über den LAN-Anschluss oder das integrierte WiFi verbunden werden: Die Web-TiLa als integrierte Konfigurationssoftware mit einer einfachen grafischen Oberfläche dient der Inbetriebnahme und der Konfiguration der Signale und Eingänge. Über die TiLa, einen Windows Tool Browser, lassen sich die gesammelten Daten strukturieren. Hiermit werden die einfachen Konfigurationsarbeiten erledigt und zum Beispiel die Beziehungslisten zugewiesen. Für komplexere Arbeiten ist die XML-basierte Konfigurations- und Programmierungssoftware TiCo gedacht. In Kick-Off-Workshops werden den Teilnehmern alle drei Werkzeuge und die Einstellung der Cloud nahegebracht. Beide Starterkit-Pakete enthalten die kostenlose Teilnahme an einem Workshop im Rahmen einer Roadshow im Wert von 129€. Diese Workshops werden in den Städten München, Hamburg, Frankfurt, Hamburg, Berlin, Chemnitz und auf dem Automatisierungstreff in Böblingen nahe Stuttgart stattfinden. Auf diesen Hands-on-Workshops erlernen Teilnehmer die Konfiguration der IoT-Gateways sowie die Einrichtung der Kommunikationsbeziehungen. Auch nicht so Kundige verlieren damit die Angst, mit ersten IoT-Projekten anzufangen. Der Einstieg in das Thema gelingt einfach und die ersten Hürden, insbesondere in Bezug auf die Konfiguration, werden schnell genommen. Es ist zwar ein Cloudzugang als Beispiel bereits integriert. Grundsätzlich handelt es sich aber um ein völlig offenes System mit MQTT-Schnittstelle (OPC UA ab Mitte 2020). Es können von den Anwendern also auch andere Cloudlösungen, wie Azure, AWS oder IBM Cloud, gewählt werden. Weiterhin ist auch eine On-Premise-Lösung möglich. Die entsprechende Edge-Konfiguration wird dann über das Devicemanagement vorgenommen. Bei dieser Lösung lassen sich nahezu beliebige Mengen an Daten transparent und wahlfrei übertragen. Das Starterkit für das Energiemanagement ist speziell auf die Anforderungen dieses Marktsegments ausgerichtet. Das enthaltene Gateway, ebenfalls aus der Serie OTGuard, verfügt anstelle der analogen I/Os neben einer Modbus-Schnittstelle und dem digitalen Alarm-Eingang auch über einen Anschluss für den M-Bus. Es ist also in der Lage, bis zu 50 Teilnehmer an einem M-Bus einzulesen. Bei Bedarf kann der Anwender zusätzlich noch ein Impulsmodul dazu erwerben, um auch Energiezähler direkt auswerten zu können.

Höchstmögliche IT-Sicherheit

Neben der einfachen Handhabung und Inbetriebnahme sowie der Schnittstellenvielfalt, von denen sich Anwender der Starterkits überzeugen können, spricht auch die skalierbare Security für die IoT-Gatewaylösungen von FP InovoLabs. FP - seit Jahrzehnten Anbieter für geschütztes Mail-Business und sichere digitale Kommunikationsprozesse - hat eine sichere Hardwarelösung zur Datenübertragung in IoT-Anwendungen entwickelt, mit der sich Unternehmen vor dieser Bedrohung schützen können. Diese Systeme sind mit über 200.000 Installationen weltweit im Einsatz und werden traditionell als Abrechnungssystem und zur hochsicheren Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten verwendet. Das System wird von FP nun auch für IoT-Anwendungen zur Verfügung gestellt. Es enthält gesicherte Schreibfunktionen für die Kommunikation zwischen Cloud und Maschinen und erweitert somit die Möglichkeiten der IoT-Anwendung im Industriebereich signifikant. Edge-Gateways oder Edge-Controller lassen sich so schützen, dass auch schreibende Zugriffe von der Cloud zur Steuerung einer Anlage sicher ermöglicht werden.

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Fazit

Mit dem Starterkit von FP InovoLabs steht eine komplette End-to-End-Lösung für IoT-Projekte vom Sensor bis zur Cloud zur Verfügung. Die Lücke der letzten Meile wird einfach geschlossen. Der Anwender kann die IoT-Funktionen des Systems zu geringen Kosten und ohne finanzielles Risiko kennenlernen, erste praktische Erfahrungen sammeln und dann die für ihn richtige Entscheidung für weitere Investitionen treffen. Der besondere Clou ist dabei auch die im Starterkit enthaltene Dashboard-Lösung, die zusammen mit dem Cloudzugriff als reales Testsystem genutzt werden kann. So lassen sich mit IoT-Gateways von FP InovoLabs komplette IoT-Infrastrukturen mit hoher Sicherheitsstufe bis zu kompletten Lösungen für die digitale Transformation aufbauen. Für die End-to-End-Lösungen arbeitet FP InovoLabs mit dem IoT-Start-up und Softwarepartner Juconn Solutions und für den Energie-Starterkit mit Anbietern von Energiemanagement Software zusammen.

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