IoT-Gateways: Die innovative Lösung für nahtlose Konnektivität im Maschinenbau

IoT-Gateways: Die innovative Lösung für nahtlose Konnektivität im Maschinenbau

1. Einleitung

Die fortschreitende Digitalisierung der Produktion erfordert eine durchgängige flexible Vernetzung. Produktionsleitsysteme wie MES, ERP oder Monitoring-Systeme können ihre Aufgaben nur mit den richtigen Daten effizient erfüllen. Doch wie lassen sich Maschinen, Sensoren und IT-Systeme sicher und flexibel miteinander verbinden? An dieser Stelle übernehmen IoT-Gateways eine entscheidende Rolle.

IoT-Gateways kombinieren Hardware und Software, um IT-Schnittstellen zu integrieren, Daten zu verarbeiten und flexibel an nachgelagerte Systeme zu übertragen. Sie ermöglichen flexible Lösungen, die auf die Anforderungen jeder modernen Produktionsanlage zugeschnitten werden können. In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Vorteile IoT-Gateways bieten und worauf bei der Auswahl einer passenden Lösung geachtet werden sollte.

2. IoT-Gateway: Eine neue Generation für eine vernetzte Zukunft 

Moderne IoT-Gateways vereinen robuste Hardware in Form eines industrietauglichen Box-PCs mit leistungsfähiger Software. Diese Kombination erlaubt die Integration selbst komplexester IT-Schnittstellen.

Die Rolle der Hardware

Der Box-PC dient als Plattform und Anschlussstelle für verschiedene Geräte und Systeme. Über LAN, serielle Schnittstellen wie COM1 oder GPIO können Maschinen, Sensoren und Aktoren angebunden werden. Die GPIO-Schnittstellen eignen sich beispielsweise für einfache Automatisierungsaufgaben wie das Überwachen von Endlagenschaltern oder das Erfassen von Signalen an Wartungsklemmen.

Die Bedeutung der Software

Erst die richtige Software macht aus dem Box-PC ein vollwertiges IoT-Gateway. Ein gutes Beispiel ist FabEagle®Connect, eine Software zur Schnittstellenintegration. Die Software verbindet verschiedene Protokolle wie OPC UA, MQTT, TCP/IP oder REST, übersetzt Datenformate, puffert Daten und kann zur lokalen Verarbeitung (Edge Computing) eingesetzt werden. Durch lokale Verarbeitung wird die Latenzzeit minimiert und Datenformate sowie -strukturen werden nahtlos mit Cloud-Systemen kompatibel.

3. Ursprung und Notwendigkeit im Wandel der Zeit

Mit der Einführung von IoT-Technologien in der Automatisierungstechnik wurden die Anforderungen an Schnittstellen und Datenkommunikation immer komplexer. Sensoren und Geräte liefern nicht nur einfache Messwerte, sondern auch Statusberichte und Alarme aus strukturierten Datenmodellen.

Während Profibus, Profinet und TCP/IP lange die Klassiker in der Industriekommunikation waren, erfordern moderne Anwendungen vielseitigere Lösungen. Protokolle wie OPC UA, MQTT, REST oder ActiveMQ ermöglichen die Übertragung komplexer Datenstrukturen und -formate. Hierfür sind jedoch eine effiziente Umwandlung und Verarbeitung direkt lokal erforderlich – eine Aufgabe, die IoT-Gateways ideal übernehmen.

Dezentrale Maschinen, die an Cloud-Systeme angebunden werden sollen, bringen zusätzliche Herausforderungen mit sich. IoT-Gateways fungieren in solchen Fällen nicht nur als Übersetzer zwischen Protokollen, sondern schaffen durch Firewalls und Antivirensoftware eine sichere Trennung zwischen lokaler IT und dem Internet.

4. Einsatz und Vorteile aus der Praxis

IoT-Gateways bieten praktische Lösungen für verschiedene Anwendungsfälle im Maschinenbau. Sie ermöglichen sowohl die Anbindung moderner IT-Systeme als auch die Nachrüstung älterer Maschinen.

Maschinenanbindung an Cloud-Lösungen

• Erhöhte Netzwerksicherheit: IoT-Gateways trennen Geräte und Steuerungen von der Cloud, womit auf dem IoT-Gateway Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls und Antivirenscanner Sicherheitsrisiken erheblich minimieren.
• Datenpufferung und Edge-Computing: Daten können vor der Übertragung in die Cloud lokal verarbeitet werden, um Bandbreite und Reaktionszeiten zu optimieren.
• Sichere Übertragung: Protokolle wie REST gewährleisten eine zuverlässige verschlüsselte Kommunikation zwischen Geräten und Systemen.

Anbindung älterer Bestandsmaschinen

• Erfassung digitaler Signale: GPIO ermöglichen die Anbindung von Signalampeln oder Wartungssignalen.
• Datenaggregation: Kombination von mehreren Daten aus Sensoren zu einer Statusinformation. 

Lösungen für den Serienmaschinenbau

• Konnektivität als Mehrwert: Standardisierte IoT-Gateways bieten eine kosteneffiziente Möglichkeit, Maschinen aus Serienfertigungen mit einer Vielzahl von Schnittstellen auszustatten.

5. Worauf bei der Auswahl der Lösung geachtet werden sollte

Der Markt für IoT-Gateways bietet eine breite Palette an Hardware- und Softwarelösungen. Um die richtige Wahl zu treffen, sollten Unternehmen folgende Aspekte berücksichtigen:

Hardware-Verfügbarkeit

Zuverlässige Hardware ist das Fundament eines stabilen Systems. Die langfristige Verfügbarkeit von Ersatzgeräten und die Langlebigkeit der Geräte sind essenziell für einen störungsfreien Betrieb.

Software-Updates und Sicherheit

Sicherheits-Updates sind unverzichtbar, um IoT-Gateways gegen potenzielle Cyberbedrohungen zu schützen. Ein guter Anbieter stellt regelmäßige Updates bereit und gewährleistet die langfristige Funktionalität der Lösung.

Support und Service

Ein erfahrener Anbieter mit einem kompetentem Support-Team ist besonders wichtig, wenn es um die Integration komplexer Systeme geht. Die Nähe zum Kunden für Rückfragen und Projektunterstützung bei der Anbindung von komplexen Anlagen kann erheblich Zeit und damit auch Geld sparen.

Vertrauen und Qualität

Geräte, die kritische Produktionsdaten verwalten, sollten von vertrauenswürdigen Herstellern stammen. Aspekte wie Lieferketten (Herstellungsstandort), Design (Entwicklungsstandort) und Softwaresicherheit sollten nicht unterschätzt werden.

6. Unsere Lösung

Für Unternehmen, die eine zuverlässige und flexible Lösung zur Vernetzung von Maschinen und Anlagen suchen, bietet sich das Kontron susietec®® Connect IoT-Bundle an. Diese Kombination aus dem leistungsstarken Box-PC KBox A-250 und der intuitiven Integrationssoftware FabEagle®Connect bietet eine ideale Grundlage, um unterschiedlichste Maschinen, Sensoren und IT-Systeme effizient miteinander zu verbinden.

Die KBox A-250 zeichnet sich durch ihre vielseitigen Anschlussmöglichkeiten und ihr gutes Preis-Leistungsverhältnis aus. Sie verfügt über serielle Schnittstellen (RS232/RS485), die sich besonders für einfache Geräte wie Scanner eignen, während TCP/IP und optionale WiFi-Module eine nahtlose Integration in IT-Netzwerke ermöglichen. Darüber hinaus bietet die KBox A-250 eine GPIO-Schnittstelle, die für einfache Automatisierungsaufgaben, wie die Ansteuerung von Signalampeln oder das Auslesen von Wartungssignalen, genutzt werden kann. Für Anwendungen, die auf kabellose Verbindungen angewiesen sind, unterstützt die KBox A-250 optional auch LTE (4G) und GSM (2G/3G). 

Auf der Software-Seite ermöglicht FabEagle®Connect eine einfache und effiziente Integration zwischen Maschinen und IT-Systemen. Die Software sorgt für eine Standardisierung der Schnittstellen und reduziert damit den Aufwand bei Integration und Wartung erheblich. Selbst für spezifische, nicht standardisierte Protokolle bietet FabEagle®Connect durch frei programmierbare Komponenten eine flexible Lösung, die Unternehmen bei der nahtlosen Einbindung individueller Systeme unterstützt. Darüber hinaus gewährleistet die regelmäßige Bereitstellung von Updates die langfristige Sicherheit und Funktionalität der Software.

Das Zusammenspiel von Hardware und Software in diesem Bundle bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile. Die KBox A-250 übernimmt die zentrale Rolle als IoT-Gateway und ermöglicht eine sichere und flexible Datenübertragung, während FabEagle®Connect die Integration verschiedenster Protokolle und Systeme vereinfacht. Gemeinsam bieten diese Komponenten eine zuverlässige Lösung, um Produktionsumgebungen effizient zu vernetzen und die Herausforderungen der Industrie 4.0 erfolgreich zu meistern.

Fazit

IoT-Gateways sind der Schlüssel zur Digitalisierung im Maschinenbau. Sie bieten eine leistungsstarke Kombination aus Hardware und Software, um unterschiedliche Maschinen, Sensoren und IT-Systeme effizient zu vernetzen. Ob für die Anbindung älterer Maschinen, die Verarbeitung großer Datenmengen oder die Integration moderner Cloud-Lösungen – IoT-Gateways wie die KBox A-250 mit FabEagle®Connect schaffen eine zuverlässige und flexible Grundlage für innovative Produktionsumgebungen.

Setzen Sie auf IoT-Gateways, um Ihre Produktion zukunftssicher zu gestalten und von den Vorteilen der Industrie 4.0 zu profitieren.