Thema des Monates: Vollständige Integration (Promotion) Nahtlose Sensor-to-Cloud-Lösungen: Industrielle Abläufe transformieren

Durch die Ermöglichung einer nahtlosen Sensor-to-Cloud-Integration, können Unternehmen Vorteile in verschiedenen und neuartigen Rollen innerhalb des Anlagenbetriebs freisetzen:

• Application Engineer: Rationalisierung von Design- und Entwicklungsprozessen, kürzere Markteinführungszeiten und geringere Kosten.

• Controls Engineer: Verbesserung der Überwachung über herkömmliche SCADA-Systeme hinaus für Echtzeitüberwachung und -steuerung.

• Data Scientist: Nutzung von Analysen zur Qualitätskontrolle, Effizienzsteigerung und Überwachung des Anlagenzustands, was zu erheblichen betrieblichen Fortschritten führt.

• Network-Management: Die Ethernet-Konnektivität von Sensoren ermöglicht den direkten Zugriff auf alle Netzwerksegmente für die Verwaltung und Überwachung von Netzwerken, ohne den Einsatz unterschiedlicher Technologien und Gateways.

Single Pair Ethernet (SPE) als Katalysator für den Wandel

SPE entwickelt sich zu einem bahnbrechenden Enabler, der die traditionellen Feldbussysteme und die Sensor/Aktor-Konnektivität ersetzen wird. Die Vorteile liegen auf der Hand:

• Erhöhte Bandbreite und Reichweite: SPE unterstützt Entfernungen von bis zu 1 km mit 10BASE-T1L und bietet Bandbreiten von bis zu 1 Gbit/s mit 1000BASE-T1, was den industriellen Anforderungen entspricht.

• Fernspeisung und Hybridverkabelung: SPoE-Technologie und Verkabelungslösungen, die Strom- und Datenübertragung kombinieren, reduzieren die Komplexität der Infrastruktur und die Gesamtbetriebskosten.

• Transparenz und Effizienz: Dank der Transparenz von Ethernet ermöglicht SPE eine bessere Datentransparenz und ein besseres Management aller Komponenten im Netzwerk.

• Physikalische Vorteile: Die miniaturisierten SPE-Stecker ermöglichen kleinere Geräte. Die leichteren und flexibleren Kabel sind besonders für die Verbindung mit beweglichen Komponenten geeignet.

OPC UA FX (UAFX): Standardisierung der Integration

UAFX ist ein zweiter zentraler Faktor, der eine nahtlose Integration durch standardisierte Informationsmodelle und strukturierte Datentypen ermöglicht. Dies gewährleistet Interoperabilität und vereinfacht die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen und Geräten und fördert so ein Ökosystem der vernetzten Intelligenz.

• Anwendungstechnik: Durch standardisierte Gerätedeskriptoren und Verbindungsaufbau-Methoden wird der Engineering-Workflow über mehrere Anbieter hinweg möglich und die Bindung an das Ökosystem wird reduziert.

• Daten-Engineering: Standardisierte und strukturierte Datentypen ermöglichen ein nahtloses Verständnis von Daten und damit eine verbesserte Analyse komplexer Prozesse.

• Cloud-Konnektivität: UAFX bietet eine nahtlose Kombination von Ethernet-Verkehr für Steuerungsdaten und IP-Kommunikation für Überwachung und Cloud-Konnektivität, alles in einem Protokoll.

• Netzwerk-Management: Die Vereinheitlichung ermöglicht ein vereinfachtes und zentralisiertes Netzwerkmanagement und -betrieb.

• Beschränkter Fußabdruck: Die UAFX-Spezifikation zwischen Controller und Gerät wird in einer zukünftigen Version auf die Gruppe der eingeschränkten Geräte abzielen, indem obligatorische Funktionen auf einen minimalen Footprint reduziert werden.

Umfassender Einsatz von Brownfield-Innovationen

Der Übergang zu neuen Technologien erfordert Brownfield-Strategien für die Migration bestehender Netzwerke. Für die Brownfield-Sensorintegration mit SPE und UAFX ermöglichen die folgenden Aktivitäten diesen Übergang:

• Anpassungsgeräte: Medienkonverter und SPE-Adapter wie periNODE von Pernet und die Konzeptstudie LioN-H von Belden erleichtern die Integration von Nicht-Ethernet-Subsystemen, einschließlich einzelner Sensoren und Aktoren mit herkömmlichen Schnittstellen, in das übergeordnete IP-basierte Netzwerk, indem sie ein lokales Gateway mit Umwandlung in SPE-Funktionalität bereitstellen.

• Hybride Lösungen: Geräte, die Switch- und E/A-Modul-Funktionalitäten kombinieren, indem sie SPE-, Sensor-/Aktor-E/A- und Feldbus-Schnittstellen implementieren, bieten eine vielseitige Lösung für die Aggregation von Daten und Steuerungsfunktionen.

• Standardisierungsbestrebungen: Das UAFX-Profil definiert ein Informationsmodell für Gerätekategorien wie IO, Instrumentation oder Motion. In Kombination mit den bestehenden OPC UA Companion Specifications können wir die Brownfield-Integrationen nahtlos modellieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Synergie von SPE und OPC UA FX-Technologie, die die Cloud-Konnektivität von Ethernet-basierten Endgeräten ermöglicht und vorantreibt, den Weg für eine neue Ära des industriellen Betriebs ebnet, in der Effizienz, Zuverlässigkeit und Innovation nicht nur Ziele, sondern Realität sind. Nutzen Sie diese Lösungen, um Ihren Betrieb zukunftssicher zu machen und sicherzustellen, dass Ihr Unternehmen an der Spitze des technologischen Fortschritts bleibt.

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