Industrial Internet of Things Innovative Verbindungstechnologie ist der Schlüssel für das IIoT

Autor / Redakteur: Monika Kuklok * / Kristin Rinortner

Für das Industrial Internet of Things sind Verbindungstechnologien erforderlich, die eine Datenkommunikation über Ethernet bis in die Sensorebene ermöglichen. Wir stellen einige Konzepte vor.

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Automatisierung der Zukunft: Anschlusslösungen für Ethernet müssen nicht nur rauen Umgebungen und starken elektromagnetischen Feldern standhalten, sondern deutlich kleiner und kostengünstiger sein als bisher.
Automatisierung der Zukunft: Anschlusslösungen für Ethernet müssen nicht nur rauen Umgebungen und starken elektromagnetischen Feldern standhalten, sondern deutlich kleiner und kostengünstiger sein als bisher.
(Bild: TE)

Ansätze wie das Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0 stehen für intelligente Prozesse, mit denen Unternehmen flexibel auf die Anforderungen der Kunden reagieren und zugleich die Produktivität steigern können.

Die hierzu erforderlichen Daten sind in der Fabrik häufig schon vorhanden. Aber die meisten von ihnen können heute noch nicht übertragen und ausgewertet werden. Deshalb entwickelt TE Connectivity zurzeit neue Verbindungslösungen, von denen mehrere auf der diesjährigen SPS IPC Drives in Nürnberg erstmals in Demonstrationsanwendungen zu sehen sind.

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Die intelligenten Prozesse der Zukunft stellen Unternehmen vor große Herausforderungen. Denn um die Produktion an die jeweilige Auftragslage anzupassen, müssen sie ihre Maschinen und Anlagen ständig umrüsten. Außerdem muss deren Zustand permanent überwacht werden, um Probleme frühzeitig zu erkennen und so Ausfallzeiten oder unnötige Kosten wie etwa einen zu hohen Energieverbrauch zu vermeiden.

Die entsprechenden Daten sind, wie eingangs erwähnt, häufig schon vorhanden. Aber die Sensoren haben normalerweise keine Verbindung zum Internet, oder anders ausgedrückt: Die Maschinen und Anlagen arbeiten offline.

Deshalb ist eine durchgängige, IP-basierte Datenkommunikation via Ethernet erforderlich, und zwar von der Cloud bis in die Feldebene.

Anbindung der Sensorik via Ethernet

Die Kommunikation mittels Ethernet hört jedoch heute in der Regel am Schaltschrank auf. Natürlich muss auch in Zukunft nicht jeder Sensor einzeln über dieses Protokoll angebunden werden, sollte es aber zumindest über entsprechende Netzknoten sein. So ließen sich sämtliche Daten einer Maschine oder Anlage auslesen.

Dadurch könnte nicht nur – wie bisher – erkannt werden, ob die Maschinen und Anlagen funktionieren oder nicht, sondern es wäre ebenfalls möglich, Probleme exakt zu lokalisieren, das heißt bis in die kleinste Automatisierungseinheit.

Mit Blick auf die Verbindungstechnologie resultieren daraus vor allem drei Aspekte: Zunächst müssen Anschlusslösungen für Ethernet entwickelt werden, die nicht nur rauen industriellen Umgebungen und starken elektromagnetischen Feldern standhalten, sondern auch deutlich kleiner und kostengünstiger sind als bisher. Aufgrund der starken Ausbreitung von Steckverbindern und Verkabelung über alle Bereiche einer Maschine hinweg bietet es sich an, Konnektivität smart zu machen, um mit ihr am dezentralsten Punkt Daten zu erfassen.

Schließlich kommt es darauf an, die große Datenmenge – Stichwort Big Data –, die durch eine umfassende Vernetzung der Anlagen zur Verfügung steht, in IT-Systeme zu integrieren. Diese drei Aspekte werden in der Roadmap des Unternehmens mit den Begriffen Connecting the Physical, Connecting Smart Objects und Connecting the Content beschrieben.

Um Sensoren via Ethernet anzuschließen, sind die Steckverbinder heute noch zu groß. Einen ersten Schritt in Richtung Miniaturisierung markierte die Mini-I/O-Serie. Aber nach wie vor braucht es vierpaarige Kabel mit acht Adern. Aufgrund der erforderlichen Kontakte sind die Steckverbinder teilweise größer als die Sensoren und die Ethernet-Schnittstelle nimmt fast die Hälfte des Platzes auf deren Platine ein.

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