Insbesondere bei den Betriebsabläufen benötigt die Steuerungssoftware Daten aus dem Feld, zum Beispiel wo sich gerade etwas befindet oder wo ein manueller Eingriff notwendig wird. Die dafür notwendigen Augen und Ohren stellen Sensoren dar, doch wie auf diese zugreifen?

Sensoren kommunizieren üblicherweise nicht in der Sprache der IT, sondern besitzen Feldbusschnittstellen oder eine analoge Schnittstelle. Im Bereich der Automatisierung mit SPSen als Kopfsystem ist das adäquat, aber nicht, wenn die Auswertung und Steuerung durch eine Software auf einem Rechner im Betrieb oder der Cloud erfolgt. Da IT-Systeme und darauf laufende Software alle netzwerkfähig sind, ist klar, dass ein direkter Zugriff von der Software auf relevante Sensoren für Betriebsvorgänge nur über Netzwerk möglich ist. Was fehlt sind netzwerkfähige Sensoren. Hier setzt Perinet an und hat Elektronik inklusive Software entwickelt, um einzelne Sensoren (wie zum Beispiel einen Füllstandssensor) netzwerkfähig zu machen.

Netzwerkfähigkeit bedeutet für Sensoren nicht nur, sie mit einem neuen Stecker auszustatten. Es bedeutet, dass sich der gesamte Umgang mit ihnen vereinfacht, da Sensoren zu intelligenten Dingen (vgl. IoT) werden.

Vorteile durch netzwerkfähige Sensoren

Die Nutzung existierender Netzwerkverkabelung für die Anbindung von Sensoren erhöht die Flexibilität bei der Einbindung neuer Sensoren, da typisch für Netzwerke diese einfach und ad-hoc erweitert werden können. Es ist also nicht mehr notwendig, vorher Kabelpläne zu erstellen, sondern es kann einfach der nächste Zugangspunkt zum Netzwerk genutzt werden. Dadurch können auch große Distanzen überbrückt werden. Zum Beispiel kann sich ein einzelner Sensor auf der anderen Seite einer Halle oder eines Geländes befinden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die vorhandene Ethernet-Infrastruktur üblicherweise eine sehr hohe Bandbreite hat, die weit über der von Feldbussen liegt.

Da der Sensor netzwerkfähig wird, hat er auch einen Rechner integriert, dessen Rechenleistung nicht unterschätzt werden sollte. Auf der Größe eines Fingernagels ist heute die Rechenleistung eines Rechners zur Jahrtausendwende zu bekommen und das sehr günstig. Mit dieser integrierten Rechenleistung kann der Sensor Daten vorverarbeiten. So wird zum Beispiel aus einem analogen Rohwert eine Temperatur in °C, welche schon fehlerkorrigiert ist. Auch kann ein Sensor aktiv Daten senden, wenn zum Beispiel eine Temperaturschwelle überschritten wird und muss nicht zyklisch abgefragt werden. Letztlich wird so das Netzwerk und die zentrale Steuerung entlastet, da wesentlich weniger Daten als in der klassischen Automatisierung übertragen werden müssen. Hinzu kommt, dass Daten angereichert werden können, unter anderem mit der Position der Messstelle, diese Metadaten können die nachfolgende Verarbeitung erheblich vereinfachen.

Über Netzwerk können nicht nur Sensordaten übermittelt werden, sondern der Sensor kann auch konfiguriert werden. Im einfachsten Fall ist dazu nicht mehr als ein Browser notwendig. Oder man kann auch, im Falle einer genaueren Diagnose, die Rohwerte in Erfahrung bringen.

Als letztes soll hier die Sicherheit erwähnt werden, die über verschlüsselte Ende-2-Ende-Kommunikation zum Sensor erreicht werden kann. So können Sensorwerte bei der Übertragung nicht mehr verfälscht werden und auch nur autorisierte Systeme/Nutzer können auf diese zugreifen, das heißt die Datenhoheit kann jederzeit sichergestellt werden. Dabei ist die Nutzung sehr einfach, da Standard-IT-Technologien verwendet werden, wie Zertifikate und TLS. Diese Technologien nutzt jeder von uns, wenn wir ins Internet gehen und das vielfach unbemerkt. Genau das macht auch die Nutzung aus IT-Anwendungen einfach. Auch wenn im vorangegangenen Artikel nur über Sensoren gesprochen wurde, gilt alles Gesagte auch für Aktuatoren – das heißt über das Netzwerk kann eine zentrale Software dann auch aktiv steuern, z.B. ein Schütz anschalten.

Was Perinet bietet?

Perinet bietet Komponenten (periNode) für die Nachrüstung existierender Sensorik und Aktorik, als auch ein Netzwerkmodul (periCore) für die Integration durch deren Hersteller an. Sowohl Komponenten als auch Module besitzen eine integrierte Software, die insbesondere die Netzwerkfunktionalität bereitstellt. Alle Produkte sind dabei offen für die Anpassung durch Kunden und Hersteller. Weiterhin können die Produkte durch beliebige Anwendungssoftware benutzt werden. Für erste Erfahrungen mit den Produkten empfiehlt sich das Starter-Kit Plus, das eine komplette, vorkonfigurierte und gesicherte Anwendung zeigt.

Wer ist Perinet?

Die Kernkompetenz liegt auf der Entwicklung und Produktion von Komponenten für industriespezifische und gewerbliche Aufgabenstellungen, die zum Beispiel in Produktionsanlagen oder der Gebäudeautomatisierung zum Einsatz kommen. Auf Basis moderner Technologien entwirft und fertigt das Unternehmen neue Produkte der Elektronik und Elektromechanik und die zugehörige Software. „Wir stellen weder Messfühler noch Stellglieder her, sondern aktivieren die Potenziale der im Markt verfügbaren Sensorik und Aktorik verschiedenster Anbieter. Hierbei machen wir diese, unabhängig von Hersteller und Typ, frei kombinierbar und geben unseren Kunden somit neue Freiheiten in der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten."