IIoT-Konzepte für unabhängige Zustandsüberwachung von Industriesteuerungen

Überwachung, Fehleranalyse und Update von Steuerungen im Schaltschrank und die Vermeidung von Anlagenstillständen durch frühzeitiges Erkennen sich anbahnender Fehlerzustände sowie die zentrale Überwachung und Visualisierung relevanter Parameter zur Steigerung der Anlagenproduktivität sind typische Anwendungsfelder auf denen das Industrial Internet of Things (IIoT) seine Stärken ausspielen kann. Die Sicherheit der Datenkommunikation und die Unabhängigkeit des externen Zugriffs durch Maschinenhersteller oder Dienstleister von den Produktionsnetzwerken des Anlagenbetreibers sind wichtige Sicherheitskriterien für IIoT-Anwendungen.

Sicherer Zugriff für vorausschauende Wartung

Um Predictive Maintenance zu ermöglichen, müssen geeignete Parameter wie Füllstände von Betriebs- und Schmiermitteln oder Temperaturen von Lagern und Motoren zentral überwacht und visualisiert werden. Wird dafür zusätzliche, unabhängig vernetzte Sensorik verwendet, ist die Möglichkeit eines Steuerungszugriffs oder des Eingriffs in die Prozessabläufe ausgeschlossen. IoTmaxx setzt in diesem Fall auf das für die Anbindung von Sensoren optimierte 4G LTE Gateway GW4101. Die reichhaltigen Schnittstellen des Gateways bieten die Möglichkeit zum direkten Anschluss marktüblicher Sensoren. Die Datenübertragung erfolgt über Mobilfunk im 4G Netz. Bei lokal schwachem 4G Netz verfügt das GW4101 über ein automatisches Fallback auf 2G/3G. Die Weiterverarbeitung der Zustandsdaten konzipiert IoTmaxx individuell auf den Kunden zugeschnitten. Auf dem quelloffenen Linux-System des Gateways kann beispielsweise eine standardisierte Anbindung über das MQTT-Protokoll an einen MQTT-Broker und eine nachgeschaltete Datenbank umgesetzt werden. Die Visualisierung der Sensordaten erfolgt dann z.B. in der Open-Source-Anwendung Grafana. Das Ergebnis ist eine preiswerte und kompakte All-in-One-Lösung ohne hohe Gerätevielfalt und ohne komplexe Installationen.

SPS-Wartung: unabhängiges Update aus der Ferne

In ähnlicher Weise können Schaltschrankbauer unabhängig vom Kundennetzwerk das einwandfreie Funktionieren einer SPS aus der Ferne überwachen und im Bedarfsfall dezentral auf die Steuerungen zugreifen, um z.B. auftretende Fehler zu analysieren oder aktualisierte Software einzuspielen. Die Steuerungen im Schaltschrank werden über Ethernet an den LTE 4G Mobilfunkrouter RT2200 angeschlossen, der wie die Steuerungen auf der Hutschiene montiert ist. Über einen VPN-Server bilden die Router, die Zentrale des Schaltschrankbauers und die verteilten PC der Servicemitarbeiter ein privates Netzwerk, das gegen Zugriff Dritter abgesichert und jederzeit erweiterbar ist. Als VPN-Server dient ein bestehender Server des Schaltschrankbauers, ein IoTmaxx LAN-Router RT2100 in seinem Netzwerk oder ein gehosteter IoTmaxx VPN-Server.