Setups

Das connect-Gateway ist dafür geschaffen, um sehr flexibel eine große Bandbreite von Maschinen, Systemen und Anwendungsfällen im Rahmen der MDE abzudecken. Diese Flexibilität erstreckt sich auch auf die Möglichkeiten des Setups.

Das Setup kann in zwei Dimensionen ausgestaltet werden. Die erste Dimension ist die reine Funktionalität, die darüber beeinflusst wird, welche Plugins zur Datenerfassung genutzt werden und welche Zusatzmodule gebucht wurden. Die andere Dimension ist das so genannte Deployment, also der Frage: Was läuft wo?

Mit seinen geringen Systemvoraussetzungen ist das Gateway auf sehr kleiner Hardware wie einem industriell gehärtetem Raspberry PI lauffähig, kann aber auch auf einem PC oder Server installiert werden. In virtualisierten Umgebungen kann das Gateway in einer virtuellen Maschine (VM) gestartet werden. Auch ein Betrieb über Docker Container wird unterstützt.

Für das Deployment stellt sich in der Regel die Frage, ob das Gateway auf einer Hardware im Schaltschrank laufen soll oder in einer Server-Umgebung. Für den Schaltschrank kann das Gateway auf einem zertifizierten Industrie-PC installiert werden.

Wir betrachten im Folgenden unterschiedliche Setups für die Auswahl und Installationsmöglichkeiten der connect-Technologie. Diese Setups verdeutlichen die Flexibilität der Technologie, denn in jedem Unternehmen abhängig von Größe und Maschinenpark ergeben sich unterschiedliche Anforderungen. Daher ist die Technologie modular aufgebaut. Für jeden Kunden entwickeln wir eine passgenaue Lösung zugeschnitten auf die individuellen Anforderungen.

Gateway im Schaltschrank

In vielen Konstellationen ist es notwendig, dass das Gateway an der Maschine bzw. in deren Schaltschrank installiert werden muss. Hierfür wird das Gateway auf einem Industrie-PC (IPC) installiert und dieser wird auf der Hutschiene im Schaltschrank verbaut.

Die Installation auf der Hutschiene ist immer dann unabdingbar, wenn das Gateway Daten über physikalische Schnittstellen erfassen muss, die nur im Schaltschrank verfügbar sind. Diese Schnittstellen sind serielle Schnittstellen wie RS232 oder RS485, aber auch die Aufnahme von IO-Signalen.

Das Gateway nimmt in diesem Setup die Daten an den Schnittstellen auf und wandelt sie in der Regel in ein netzwerkfähiges Protokoll um, so dass die Daten über Ethernet und TCP/IP an andere Systeme weitergereicht werden können. Der Grund hierfür ist, dass IT-Infrastrukturen auf Ethernet und TCP/IP basieren, so dass hiermit immer die Weiterleitung der Daten erfolgt. Der logische Datenfluss ist von der SPS an das Gateway und von dort weiter über das Netzwerk an andere Systeme.

Aber auch, wenn die Maschine bereits eine Netzwerkschnittstelle anbietet, kann eine Installation im Schaltschrank sinnvoll sein. So will man die Datenerfassung etwa dezentral organisieren. In kleineren Betrieben gibt es eventuell keine Server-Infrastruktur, um das Gateway dort zu betreiben. Eine Installation auf einem IPC ist immer eine Option.

Gateway im Netzwerk

Falls an der Maschine bzw. deren Steuerung bereits eine Netzwerkschnittstelle existiert und diese Steuerung mit einem Netzwerk verbunden ist, so muss das Gateway nicht mehr zwangsweise im Schaltschrank verbaut werden. Stattdessen muss das Gateway nur in die Netzwerkinfrastruktur eingebunden werden.

Das Gateway kann an einem beliebigen Ort installiert oder auch verbaut sein. Die einzige Voraussetzung ist, dass das Gateway an derselben logischen Netzwerkleitung hängt wie die Steuerung der Maschine. Selbstverständlich dürfen Switches und Router in der Netzwerkinfrastruktur verwendet werden, um den Zugriff auf Netzwerkressourcen zu regeln.

Aus Sicherheitsgründen ist es ratsam, das Netzwerk, an dem die Steuerungen der Maschinen hängen, vom restlichen Unternehmensnetzwerk zu isolieren, so dass es zu keinen ungewollten Zugriffen kommen kann. Das Gateway sollte daher über zwei Netzwerk-Anschlüsse verfügen, so dass über den einen Anschluss Daten aus dem Maschinennetzwerk von den Steuerungen gelesen werden können. Über den zweiten Anschluss wird das Gateway in das Unternehmensnetzwerk gehängt, so dass Maschinendaten von IT-Systemen im Unternehmen empfangen oder abgefragt werden können. Das Gateway bildet den Mittelsmann, der beide Welten sicher voneinander trennt und nur zugelassenen Datenfluss erlaubt.

Die IT-Systeme im Unternehmensnetzwerk erhalten Zugriff auf die vorhandenen Gateways und können von diesen Daten abrufen oder automatisch übermittelt bekommen. Hierbei kann der Datenfluss vom Gateway zu den IT-Systemen oder umgekehrt verlaufen.

Das connect-Gateway ist nicht nur in der Lage Daten von Steuerungen zu verarbeiten, sondern von jedem System, das als Producer fungiert. So kann zum Beispiel ein ERP-System Daten an das Gateway liefern. Im Gateway werden so ERP-Daten und Maschinendaten miteinander kombiniert und vor allem zeitlich korreliert.

Die Kombination von Daten aus unterschiedlichen Systemen hat entscheidende Vorteile für die Datenkonsistenz. Aus dem ERP-System könnte zum Beispiel die aktuelle Auftrags- und Kundennummer für das gerade produzierte Teil übermittelt werden. Aus der Steuerung werden Prozessdaten während des Produktionsvorgangs ausgelesen. Diese Daten können nun zeitlich korreliert an andere IT-Systeme übermittelt werden.

Der entscheidende Vorteil für die Weiterverarbeitung der korrelierten Daten ist, dass man so exakt erfasst hat, welche Maschinendaten etwa zu einem bestimmten Auftrag gehören. Für viele Anwendungsfälle der Qualitätssicherung ist diese Fähigkeit essentiell.