07.10.2020

IP67-SPS und Edge-Controller in einem Gerät

Highway to Cloud

Die dezentrale Automatisierung greift in vielen Fällen die Vorteile der zunehmenden Digitalisierung in der Produktion sehr gut auf. Mit einer Codesys-Steuerung im robusten IP67-Blockmodul bringt Turck eine intelligente I/O-Lösung direkt an die Maschine. Ein neues Firmware-Update erlaubt jetzt sogar die direkte Cloudanbindung ohne separates Edge Gateway


Mit der Cloudanbindung ertüchtigt Turck sein smartes IP67-Modul zu SPS und Edge Controller in einem Gerät und vereinfacht damit modulare Automatisierung und Fernwartung.
Bild: Hans Turck GmbH & Co. KG

Die TBEN-L-PLC ist die erste IP67-Steuerung für den industriellen Einsatz, die nicht nur eine Codesys-SPS an Bord hat, sondern auch eine direkte Cloudanbindung ermöglicht und aufgrund der integrierten Multiprotokoll-Technik gleichzeitig über verschiedene Ethernet-Protokolle kommunizieren kann. Im Dual MAC Mode kann das robuste Modul in zwei Ethernet-Netzen parallel eingesetzt werden. Dezentrale und vernetzte Automatisierungskonzepte lassen sich so mit sehr geringem Installations- und Kostenaufwand realisieren. Auch die Programmierung einer solchen Lösung mit integrierter Cloudanbindung spart im Vergleich zu Anwendungen mit separatem Edge Gateway viele Ressourcen, da keine Schnittstellen zum Datenaustausch erforderlich sind.

Datensparsamkeit als Sicherheitsaspekt

In der industriellen Automatisierung muss man den Nutzen von Clouddiensten nur noch selten erklären. Potentielle Anwender überlegen sich jedoch genau, welche Informationen sie in eine Cloud übertragen und welche nicht. Big-Data-Lösungen, die alle verfügbaren Daten einer Industrieanlage in eine Cloud übertragen, sind für viele Industrieanwender zu riskant, denn aus diesen Daten können Rückschlüsse auf Produktionsmengen, Produktionsverfahren, Rezepturen und andere betriebliche Geheimnisse gezogen werden. Trotz Verschlüsselung und Firewalls ist es nachvollziehbar, dass Knowhow-lastige Unternehmen diese Daten nur ungern auf Servern außerhalb des eigenen Betriebsgeländes speichern wollen. Zumal die Daten, wenn Sie auf US-amerikanischen oder chinesischen Servern liegen, nicht durch die DSGVO geschützt sind.

Datensparsamkeit aus Kostengründen

Ein weiterer Grund, der Nutzer zur Datensparsamkeit bewegt, sind die Netzwerkressourcen. In vielen Applikationen erfolgt die Datenübertragung über Mobilfunknetze, weil IT-Verantwortliche externe Maschinen mit Cloudanbindung erst gar nicht in ihr Netzwerk integrieren wollen. Dann ist es aus Kostengründen ratsam, nur ausgewählte Daten in die Cloud zu übertragen. Ein weiterer Grund, der Nutzer daran hindert, die wichtigsten Daten in einer Cloud auszulagern, sind schlechte Internetverbindungen, wie es sie auch in Deutschland immer noch gibt. Wenn diese Daten für die Produktion oder andere innerbetrieblichen Prozesse zentral sind, speichert man sie lieber auf Servern im eigenen Unternehmen, die permanent zuverlässig erreichbar sind.

SPS und Edge Gateway in einem Gerät

Die Alternative zur Big-Data-Strategie sind Smart-Data-Lösungen. Daten sollen in der Fabrik gefiltert und analysiert werden, um nur relevante Daten und Ergebnisse in die Cloud zu schicken. Diese Vorverarbeitung von Daten wird gemeinhin als Edge Computing bezeichnet. Der klassische Weg zu Smart Data ist die Vorverarbeitung in geeigneten Steuerungen und die folgende Weitergabe der Daten an ein Edge Gateway, das die Verbindung zur Cloud herstellt. Bei einer integrierten Lösung,wie sie Turck jetzt mit der IP67-SPS samt integrierter Cloudanbindung vorgestellt hat, werden separate Edge Gateways überflüssig. Als Codesys-Steuerung bietet die TBEN-L-PLC die nötige Performance, um neben den Steuerungsaufgaben auch eine Analyse der Daten zu übernehmen. Jetzt hat der Hersteller per Firmware-Update eine Cloud-Integration realisiert. Nutzer der SPS können sie so einfach an eine Cloud anbinden und zusätzlich zum Edge Controller ertüchtigen. Das Gerät kann Daten filtern, vorverarbeiten, analysieren und relevante Ergebnisse direkt an die Turck Cloud oder die Cloud von Amazon, Microsoft, Alibaba oder anderen Anbietern übertragen. Durch den Wegfall einer Schnittstelle und deren Konfiguration wird zudem eine mögliche Fehlerquelle eliminiert. Konstrukteure, Elektroplaner und Schaltschrankbauer sparen sich die Verdrahtung und den Aufbau von separaten Schaltschränken, da das IP67-Modul direkt an der Maschine montiert werden kann.

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Controller und Device in einem Gerät

Um die Sicherheit und Unabhängigkeit des Automationsnetzwerks vom Internet sicherzustellen, hat Turck die beiden Ethernet-Schnittstellen der SPS optional trennbar konstruiert. Das geschieht mithilfe eines mechanischen Schalters am Modul, was die Manipulationssicherheit erhöht und neue Applikationen ermöglicht. Denn der Hersteler implementierte gleichzeitig den neuen Dual MAC Mode, der es erlaubt, das Modul mit verschiedenen IP-Adressen in zwei unterschiedlichen Netzwerken einzusetzen. So kann die Steuerung etwa über einen Port eine Verbindung zum Automatisierungsnetzwerk herstellen und über den zweiten Port eine davon sicher getrennte Internet-Verbindung zur Cloud. Wenn keine Cloudanbindung erforderlich ist, kann das Modul auch in zwei Netzen als Master oder Device eingesetzt werden. Üblicherweise können Geräte in Steuerungsnetzen nur eines von beidem sein. Mit dem Dual MAC Mode ist die SPS für die Rolle des Übersetzers zwischen zwei Protokollen prädestiniert, wenn Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungstypen in einer Anlage verbunden werden müssen. Als Multiprotokoll-Gerät kann die SPS in Netzen mit Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP eingesetzt werden und so Maschinen unterschiedlicher Hersteller in einer Anlage vernetzen. Diese Funktion findet sich am Markt sehr selten und wenn, dann sind diese Geräte für den Schaltschrank ausgelegt. Als IP67-SPS mit direkter Cloudanbindung ist das Gerät einzigartig.

Sensor-to-Cloud

Dass Turck diesen Funktionszuwachs kostenlos per Update realisiert, ist im Sinne der Lizenzenzstrategie seiner Codesys-Steuerungen konsequent. Die Lizenz für Codesys-Geräte wird seit jeher mit der Hardware erworben. Weitere Firmware-Updates sind seitens Turck immer kostenlos. Die Geräte lizensieren sich im Steuerungsprogramm selbst, da die Lizenz, die der Hersteller erworben hat, schon bei der Produktion in die Geräte geladen wird. Nutzer von anderen Steuerungssystemen wissen, dass Updates des Programmiersystems stets eine erneute Lizensierung verlangen, was neben den Kosten einen ungeliebten organisatorischen und buchhalterischen Aufwand nach sich zieht.

Vom Sensor in die Cloud

Die TBEN-L-PLC ist ein zentraler Produktbaustein in Turcks Sensor-to-Cloud-Strategie: Das Unternehmen positioniert sich als Partner für die Digitalisierung der gesamten Automatisierungsstrecke vom Sensor über die Anschluss- und Feldbustechnik bis hin zu Steuerungstechnik und Cloudanbindung. Der Vorteil für den Kunden: Wenn er z.B. eine Cloudbasierte Condition-Monitoring-Lösung von Turck bezieht, hat er im Support-Fall direkt den richtigen Ansprechpartner parat. Im Umkehrschluss hat Turck das ganze System, da es aus dem eigenen Hause stammt, vollumfänglich unter Kontrolle. Dadurch fällt zum einen die Einrichtung für den Kunden leichter, zum anderen kann Turck die Analyse der Sensordaten umfangreicher und für den Anwender einfacher anbieten als dies bei Systemen aus Komponenten unterschiedlicher Hersteller möglich ist: Die TBEN-L-PLC als Edge Controller kann nicht nur Daten auswerten, die über die Standardschnittstellen ausgegeben werden, sondern etwa auch Zusatzinformationen verarbeiten, wie interne Rohdaten der Sensorik, die via IO-Link ausgelesen werden.

Mögliche Applikationen

Kunden, die die SPS heute schon nutzen, können per Update und Anbindung an die Turck Cloud eine Remote-Steuerung Ihrer Maschinen realisieren. Noch häufiger als die Notwendigkeit zur Maschinensteuerung aus der Ferne ist eine Überwachung des Maschinenzustands über das Internet gefragt - insbesondere für Instandhalter oder Werksleiter sind solche Dashboards interessant. Dort lassen sich Zustandsinformationen gesamter Maschinenparks oder von Produktionswerken auf der ganzen Welt gebündelt und übersichtlich darstellen. Bei Neuanlagen ist die TBEN-L-PLC insbesondere für schaltschranklose Konzepte und modulare Maschinen geeignet. Hier unterstützt die SPS dabei, Maschinenkonzepte konsequent dezentral anzulegen. Dass nun auch die Cloud als zentraler Datenspeicher direkt dezentral an Maschinenelemente angebunden werden kann, bringt das Beste aus zwei Welten zusammen: dezentral gesteuerte Maschinen, die die Flexibilität und schnelle Inbetriebnahme modularer Konzepte mitbringen, kombiniert mit einem grenzenlosen Zugriff auf Maschinendaten und -zustände von jedem Endgerät weltweit.

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