Schwerpunkte

Sensoren in Datennetze integrieren

Ohne Umwege vom Sensor ins IIoT

24. April 2020, 11:08 Uhr   |  Andreas Knoll

Ohne Umwege vom Sensor ins IIoT
© ifm electronic

Das Gateway »io-key« überträgt die Messwerte angeschlossener Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle über das Mobilfunknetz direkt in die Cloud.

Sensoren nahtlos ins IIoT einzubinden, kann eine Herausforderung sein, besonders wenn sie sich an abgelegenen Stellen befinden, Analogsignale ausgeben oder sehr große Datenmengen erzeugen. Für solche Fälle gibt es aber praktische Lösungen, wie ein paar Beispiele von ifm electronic zeigen.

Die Einbindung von Sensoren in das Industrial Internet of Things (IIoT) ist für viele Anwendungen sehr wichtig, etwa bei der Überwachung von Anlagen. In abgelegenen Anlagenteilen, die nicht an das Firmennetzwerk angebunden sind, kann das IO-Link-zu-Mobilfunk-Gateway „io-key“ des ifm-Schwesterunternehmens Autosen für die Sensoren ein Schlüssel zum IIoT sein.

Der io-key ermöglicht es, Daten von Sensoren verschiedener Hersteller direkt in die Cloud zu übertragen, auch wenn keine Steuerung und keine Anbindung an ein Netzwerk vorhanden sind. Bis zu zwei Sensoren lassen sich über IO-Link an das Gerät anschließen. Die Messwerte werden daraufhin direkt über das Mobilfunknetz in die Cloud hochgeladen und dort gespeichert. Außer dem io-key sind dafür eine Spannungsversorgung und eine ausreichende Mobilfunk-Netzabdeckung nötig.

Die in die Cloud übertragenen Daten kann der Benutzer über ein Dashboard auf Web-Basis visualisieren und analysieren. Mit wenigen Mausklicks lassen sich dort verschiedene Konfigurationen vornehmen. So können beispielsweise bei Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten automatisiert Benachrichtigungen per E-Mail oder SMS versandt werden. Auch eine zusammenfassende Darstellung der Messwerte in Form von Berichten lässt sich generieren. Diese sind anschließend leicht zu exportieren.

Darüber hinaus kann der io-key jetzt auch direkt Alarm- und Schaltvorgänge ausführen und wird dadurch zum Edge-Gateway. Die Einstellung der entsprechenden Werte, Bedingungen und Regeln erfolgt in der Cloud, die Ausführung autark und in Echtzeit – unabhängig vom Übertragungsintervall der Sensordaten. Programmierkenntnisse sind für die Edge-Anwendung nicht erforderlich, die Einstellung erfolgt per Drag-and-Drop in der Cloud. Auf diese Weise lassen sich Grenzwerte sowie Alarmarten und -schweregrade definieren, die zur Auslösung eines individualisierbaren Alarms oder Schaltvorgangs führen. Dies ermöglicht schnelle, automatische Reaktionen auf Ereignisse wie das Über- oder Unterschreiten von Füllständen oder Temperaturen.

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Mit den neuen Konvertern von ifm electronic lassen sich Sensoren mit Analogausgang in Industrie-4.0-Anwendungen integrieren.

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Der Daten-Splitter von ifm ermöglicht Industrie-4.0-Anwendungen, ohne dass in die Steuerung einer Maschine oder Anlage eingegriffen werden muss.

Immer dann, wenn die Messwerte der Sensoren nicht in Echtzeit erforderlich sind und eine direkte Anbindung aufwändig wäre, bietet sich die Übertragung in die Cloud mit dem io-key an. So lassen sich auch abgelegene Anlagenteile überwachen. Typische Anwendungen sind die Tanküberwachung mit Füllstandsensoren, die Lüfterüberwachung mit Schwingungsdiagnose-Sensoren oder die Überwachung von Ventilen.

Analoge Sensoren fit machen für Industrie 4.0

Durchgehende IIoT-Kommunikation ist eine der wichtigsten Grundlagen für Industrie 4.0. In vielen Anlagen sind aber noch Sensoren im Einsatz, bei denen die Signalübertragung zur Steuerung analog erfolgt. Für eine durchgehende digitale Kommunikation können dort IO-Link-Analog-Konverter sorgen.
Die von ifm vor Kurzem präsentierten Konverter DP2200 und DP1222 wandeln analoge Sensorsignale von 4–20 mA oder 0–10 V in eine digitale IO-Link-Kommunikation um. Auch mit älteren analogen Sensoren lassen sich also die Vorteile der IO-Link-Kommunikation nutzen. Denn die Signalübertragung wird unempfindlich gegenüber EMV-Störungen. Zudem sind die analogen Sensoren so leicht in Industrie-4.0-Applikationen einzubinden.

Die umgekehrte Konvertierung – also von IO-Link in ein Analogsignal – ist in manchen Anwendungen ebenfalls erforderlich. Typische Beispiele dafür sind die Ansteuerung von Proportionalventilen oder Frequenzumrichtern, die als Eingang ein Analogsignal benötigen. Auch für diesen Fall bietet ifm zwei neue Konverter an. Die Konverter DP1213 und DP1223 wandeln digitale IO-Link-Messwerte in jeweils zwei unabhängige analoge Ausgangssignale, je nach Variante entweder 4–20 mA oder 0–10 V.

Die Konverter erfüllen die Schutzart IP67 und eignen sich damit auch für raue Umgebungen. Der Anschluss erfolgt über M12-Steckverbinder. Alle Konverter lassen sich über IO-Link parametrieren.

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