IIoT-Gateway: OT-IT-Konvergenz und fabrikweite Zustandsüberwachung

• NXTGN, Anbieter von IoT-Lösungen für die Fabrik-Digitalisierung und CoreTigo, Hersteller der IO-Link Wireless Kommunikationstechnologie, bieten eine gemeinsame Lösung für die Überwachung und Optimierung von Maschinen, auch im Retrofit.
• Die beiden Unternehmen haben kürzlich die gemeinsame Entwicklung ihrer IIoT-Gateway-Lösung bekannt gegeben.
• Das IIoT-Gateway nutzt sowohl die IO-Link Wireless-Kommunikation als auch die Mobilfunkkommunikation.

Die herkömmliche, kabelgebundene industrielle Kommunikation ermöglicht die Erfassung der Daten von Maschinen und Produktionsbereichen in der Fabrik. Jedoch gibt es in der industriellen Umgebung auch Fertigungsbereiche, die eine Verkabelung der Sensoren erschweren oder unmöglich machen. Das betrifft zum Beispiel das Innere von Maschinenkomponenten, sich schnell bewegenden oder rotierende Systeme oder entlegene Lager- oder Produktions-Standorte. Für die Optimierung der Produktionsprozesse ist eine detaillierte und zugleich zuverlässige Erfassung der Messdaten erforderlich, um aussagekräftige Analysen erstellen und datenbasierte Entscheidungen treffen zu können. Diese Daten bilden somit die Grundlagen für die Steuerung der Maschinen und Anlagen und die Anpassung der Produktionsumgebung. Die NXTGN und CoreTigo Lösung ermöglicht die Digitalisierung der Prozessdaten in einem Gerät. Dieses IIoT-Gateway realisiert eine vollständig integrierte, nahtlose und drahtlose Lösung für den Zugriff auf die OT- und IT-Ebene.

Unabhängig von der vorhandenen IT

Diese Lösung ist für die Fabrikautomation konzipiert und agiert unabhängig von der vorhandenen IT des Fabriknetzwerkes. Sie reduziert die Abhängigkeit von der kabelgebundenen Sensor-Kommunikation, sodass eine kostengünstige, skalierbare und einfache Implementierung möglich wird.

Etablierte Funktechnologien, wie zum Beispiel Wi-Fi, BLE, ZigBee und Mobilfunk, sind für die Echtzeit-Sensordatenerfassung unter rauen Bedingungen nicht geeignet. Deshalb hat man die industrietaugliche IO-Link Wireless Technologie genutzt, um Sensordaten an der Maschine oder in der Fertigungsumgebung zu erfassen und zuverlässig an das integrierte Mobilfunk-Interface des Gateways zu übertragen. Von dort aus werden die Daten über eine Mobilfunkverbindung an die Cloud-Anwendung weitergeleitet.

IIoT-Gateway: Die Komponenten

NXTGN CM007 Cloud Gateway: Ein integriertes Mobilfunk- und IO-Link Wireless Gateway, das die OT-Kommunikation mit Sensoren über IO-Link Wireless und die Kommunikation auf IT-Ebene über einen Mobilfunk-Uplink ermöglicht. Im Gateway ist das 1T SOM Master Modul (System on Module) von CoreTigo integriert. In Kombination mit einer integrierten SIM-Karte überträgt es die Daten über 4G/LTE M oder NB-IoT (mit 2G als Fallback) an die Cloud-Anwendung.

CoreTigo IO-Link Wireless Bridges und Hubs: Der TigoHub und die TigoBridge verwandeln digitale, analoge oder IO-Link Sensoren/Aktoren in IO-Link Wireless-Geräte. Bis zu 8 IO-Link Wireless-Geräte können direkt mit dem, im NXTGN-Gateway, integrierten IO-Link Wireless-Master kommunizieren – mit geringer Latenzzeit und hoher Zuverlässigkeit. Die IO-Link Wireless-Kommunikation kann gleichzeitig mit anderen drahtlosen Netzwerken in der Fabrik koexistieren. Die TigoBridges und TigoHubs lassen sich direkt an den Maschinen installieren, mit den notwendigen IO-Link Sensoren verbunden. Sie senden ihre Daten an den IO-Link Wireless Master des NXTGN CM007 Cloud Gateways.

Leistungsmerkmale der Architektur

Auf Grund ihrer Flexibilität kann diese Lösung für fest installierte oder mobile Maschinen, sich schnell bewegende Systeme (unter anderem Roboter/Handling Systeme) und bei sich endlos drehenden Maschinenteilen (unter anderem Fräsmaschinen) genutzt werden. Es lassen sich wahlweise analoge, digitale und IO-Link Sensoren/ Geräte einbinden. Zugleich ermöglicht die Robustheit dieser Technologie den Einsatz auch unter extremen, industriellen Umgebungsbedingungen. Dies gewährleistet die Echtzeitdatenerfassung und -überwachung in der Fabrik und an entlegenen Produktions-/ Lagerorten, weltweit.

Die Lösung erleichtert ein schnelles Upgrade bestehender Maschinen und Produktionslinien. Die Standardprodukte TigoBridge und TigoHub ermöglichen ein Retrofit der Maschinen und Produktionslinien mit drahtlosen Sensoren, als Plug-and-Play-Lösung.

Die Integration in Unternehmens- und cloud-basierte Anwendungen ist jederzeit möglich. Der Einsatz der Wireless Technologien und somit der Wegfall der Datenkabel (IT und OT) reduziert ungeplante Ausfallzeiten durch Kabelbrüche und vereinfacht die Installation sowie die Wartung.

Skalierbarkeit ermöglicht individuellen Zuschnitt

Die Skalierbarkeit der Systemlösung von NXTGN und CoreTigo ermöglicht den individuellen Einsatz. Denn sie ist sowohl kleine Fertigungsbetriebe, aber auch für große Installationen nutzbar und somit auch beliebig erweiterbar. Die Lösung bietet eine kosteneffiziente Visualisierung der Sensordaten der gesamten Produktionslinie. Es lassen sich leistungsstarke Analyse- und Business-Intelligence-Funktionen zur Verbesserung der Produktivität und der betrieblichen Effizienz verwenden. Denn nun sind zuverlässige, datenbasierte Entscheidungen möglich. 

„Der universelle Charakter dieser kombinierten Lösung, die speziell für die Fabrikautomation entwickelt wurde, macht sie so einzigartig“, sagt Martin Reich, Director Business Development DACH für CoreTigo. „Auf der einen Seite arbeitet das Mobilfunk-Gateway von NXTGN weltweit in einer Vielzahl von Netzen und ermöglicht eine einfache Cloud-Konnektivität. Auf der anderen Seite schließt die IO-Link Wireless Technologie von CoreTigo die Lücke der zuverlässigen drahtlosen Konnektivität in der Fabrikhalle“, betont Reich.  

„Das Wichtigste bei der Konzeption dieser Lösung war für uns, dass sie völlig flexibel ist“, sagt Patrick Franke, Geschäftsführer der NXTGN Solutions GmbH. „Sie ist so konzipiert, dass sie in einer industriellen Umgebung koexistieren und implementiert werden kann und sie die drahtlose Konnektivität auf der OT- Ebene und auch auf der IT-Ebene nutzt. So kann diese Lösung in bestehenden, aber auch in neuen Maschinen, betrieben werden.“

Weitere Informationen: https://www.coretigo.com und https://www.nxtgn.de

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