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Industrie 4.0-Projekte mit ASi-5 optimal umsetzen

Bihl+Wiedemann bietet die optimalen Voraussetzungen, um auf Feldebene Industrie 4.0 umzusetzen. Zur erfolgreichen Realisierung von Industrie 4.0-Projekten, muss dafür gesorgt werden, dass Anlagen, Maschinen und Fließbänder permanent miteinander kommunizieren. Bei dieser Kommunikation entstehen auf der Sensorebene riesige Datenmengen. Um sie auszuwerten, benötigt man ein leistungsstarkes Datenshuttle.

 

Hier kommt Bihl+Wiedemann mit ASi-5 ins Spiel: Die neue Generation des standardisierten Feldbussystems AS-Interface bietet eine hohe Datenbreite und kurze Zykluszeiten. Dadurch lassen sich die für Industrie 4.0 und die Smart Factory so wichtigen intelligenten Sensoren wie IO-Link leicht einbinden. Zudem übermitteln die ASi-5 Gateways von Bihl+Wiedemann die Sensordaten über OPC UA in die IT. Hier werden aus ihnen wertvolle Information, ohne die Industrie 4.0-Projekte oder eine vorausschauende Wartung nicht realisierbar sind.

Das ASi Gateway ist als "Edge Device" die Schnittstelle zwischen IT und OT. Die Anbindung an eine Steuerung (Operational Technology) erfolgt über die Feldbusschnittstelle. Diagnosedaten und andere IT-relevante Daten werden parallel über OPC UA über die Diagnoseschnittstelle weitergegeben.

 

 

Industrie 4.0 steht für den digitalen Umbruch, der alle Bereiche der Industrie grundlegend verändert. Die enorm steigende Computerleistung und die verbesserte Vernetzung nehmen natürlich auch massiv Einfluss auf die Automatisierung. In diesem Kontext lässt sich Industrie 4.0 auf folgenden Kern reduzieren: Es wird immer einfacher und kostengünstiger, in einem industriellen Prozess in großem Stil Daten zu erfassen. Und die geschickte Auswertung solcher Daten schafft einen echten Mehrwert. Denn in einer Smart Factory mit verteilten Systemen gewinnen intelligente Sensoren und Aktuatoren – nicht zuletzt durch ihre kontinuierlich steigende Anzahl – zunehmend an Bedeutung.

Leistungsfähige Netzwerke sind unverzichtbar

Ein gutes Beispiel für eine mehrwertschaffende Datenauswertung ist TomTom. Der Navigationssystemhersteller hat gemeinsam mit Vodafone schon vor Jahren Handys anonym ausgewertet, die von einer in die nächste Funkzelle wechselten. So gelang es, die Verkehrsgeschwindigkeit auf Autobahnabschnitten zu messen – und zwar ohne dafür Sensoren oder eine Software auf den Handys zu installieren. Heute kennt Google im Normalfall den Standort jedes beliebigen Handys. Aber das Beispiel TomTom veranschaulicht besonders gut, wie durch die intelligente Auswertung von Daten neue Funktionen entstehen.

 

Um die Daten nutzen zu können, benötigt man allerdings leistungsfähige Netzwerke mit genügend Bandbreite – vor allem Sensoren, die neben Schaltsignalen zusätzliche Informationen wie zum Beispiel Temperaturwerte messen. Die Netzwerke müssen außerdem hinreichend schnell sein, um auch über Zeitmessungen zu Auswertungen zu kommen. Bezogen auf das TomTom-Beispiel heißt das: Nur wenn die Abtastrate hoch genug ist, lassen sich aus den Positionsdaten auch aussagekräftige Geschwindigkeiten ableiten. ASi-5 Geräte von Bihl+Wiedemann bieten die für Industrie 4.0 nötige Bandbreite und sind auch hinreichend schnell.

Hohe Datenbreite bei ASi-5 Geräten von Bihl+Wiedemann

ASi-5, die neue Generation des standardisierten Feldbussystems AS-Interface, besticht durch eine hohe Datenbreite und kurze Zykluszeiten. Die Weiterentwicklung von ASi lässt sich mit der Bandbreitensteigerung beim Internet vergleichen.

 

Neue ASi-5 Slaves von Bihl+Wiedemann können pro Teilnehmer zum Beispiel bis zu 32 Byte E/A-Daten zyklisch übertragen: In 1,27 ms übermittelt ASi insgesamt bis zu 8 Byte pro Teilnehmer. Vorteilhaft ist, dass zusätzlich zu den zyklischen Daten auch weitere Daten wie Parameter und Diagnose transportiert werden können. Die Datenbreite von ASi-5 reicht demnach selbst für anspruchsvolle Applikationen aus.

 

ASi Geräte von Bihl+Wiedemann verfügen zudem über wertvolle Daten im Sinne von Industrie 4.0. Die interessanten Daten stammen zwar von den angeschlossenen Sensoren, die jedoch über ASi mit den Bihl+Wiedmann Gateways verbunden sind.

 

Darüber hinaus bieten die Gateways auch Diagnosedaten. Mit ihrer Hilfe lassen sich etwaige Fehler wie ein gekapptes Kabel schnell finden und beheben.

ASi Gateways entlasten die Steuerung

Ein weiterer Pluspunkt von Bihl+Wiedemann für die Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten ist die Entlastung der übergeordneten Steuerung. Kernfunktion der ASi Geräte von Bihl+Wiedemann ist die Vernetzung von Sensoren und Aktuatoren – und zwar über ein einziges zweiadriges Profilkabel. Hierdurch wird der Verdrahtungsaufwand drastisch reduziert. Die Gateways sind mit ihrer Feldbus-Schnittstelle typischerweise an eine Steuerung angeschlossen. Im IoT-Jargon gehören sie damit zur Operational Technology (OT). Die Datensammlung und -auswertung ist dagegen der IT zugeordnet und darf die OT nicht belasten oder stören.

 

Aus diesem Grund ist die Diagnoseschnittstelle der Bihl+Wiedemann Gateways ideal. Denn sie kann der IT zugeordnet werden und liefert wertvolle Diagnosedaten, während die OT die Feldbus-Schnittstelle verwaltet. Die Gateways sind als Schnittstelle von IT und OT sogenannte „Edge Devices“. Durch die Verknüpfung von IT und OT lassen sich Datenstrukturen für Industrie 4.0 bzw. für das industrielle Internet formen. ASi vereinfacht den Datentransfer „von unten“. In der Systemhierarchie wird die Brücke von der Feld- zur Betriebsleitebene breiter und was die Zykluszeit betrifft schneller.

 

Die ASi-5 Gateways von Bihl+Wiedemann sind darüber hinaus der dezentralste Teilnehmer beziehungsweise der erste Teilnehmer in der Automatisierungspyramide, der über Internetprotokolle kommunizieren kann. Sie entlasten auf diese Weise die Steuerung von Dingen, mit denen sie nichts zu tun haben soll.

ASi-5/ASi-3 Gateways von Bihl+Wiedemann sind der erste Teilnehmer in der Automatisierungspyramiede, der über Internetprotokolle kommunizieren kann. Sie sind in verschiedenen Varianten verfügbar.

 

 

ASi-5 integriert intelligente IO-Link Sensoren

Die Daten der angeschlossenen Sensoren können heute schon per OPC UA abgerufen und gesammelt werden – ganz unabhängig von der Operational Technology. Intelligente Sensoren verfügen mittlerweile meist über eine IO-Link-Schnittstelle. Diese ist sehr gut für Industrie 4.0 Projekte geeignet, kann aber in Ermangelung von TCP/IP nicht in IT-Netze eingebunden werden. Solche Sensoren lassen sich jetzt über ASi-5 leicht einbinden. Darüber hinaus können deren Daten über das Gateway und OPC UA in die IT übermittelt werden. Mithilfe von OPC UA in Bihl+Wiedemann Gateways ist es möglich, auf verschiedenste Maschinendaten zuzugreifen. Über das Firmennetzwerk lassen sich z. B. Gerätediagnosen, Feldbus Bits oder Adressierungen von Slaves einfach abrufen.

Intelligente IO-Link Devices mit bis zu 32 Byte lassen sich über ASi-5 einfach und kostengünstig integrieren. ASi-5/ASi-3 Gateway von Bihl+Wiedemann transportieren die Daten dorthin, wo sie gebraucht werden.

 

 

Bihl+Wiedemann erfüllt steigende Security-Anforderungen

Durch die starke Vernetzung von Industrie 4.0 Geräten gewinnt das Thema Datensicherheit enorm an Bedeutung. Schließlich kann jedes Gerät mit Zugang zu anderen Geräten in einem Netzwerk als Angriffsplattform genutzt werden. Es wird damit zum Vehikel für Angriffe auf andere Geräte. Aus diesem Grund steigen die Anforderungen an die Security von vernetzten industriellen Geräten sehr schnell an.

 

Durch die lange Einsatzdauer von industriellen Geräten ist eines sicher zu erwarten: Schwachstellen in der Gerätesoftware müssen noch lange nach Verkauf der Geräte gefunden und behoben werden.

 

Um die Datensicherheit zu gewährleisten, bietet Bihl+Wiedemann authentisierte Verschlüsselungsverfahren wie AES-256 mit SHA bis 512 oder RSA an. Darüber hinaus werden kundenspezifische Zertifikate für TLS und die OPC UA Kommunikation unterstützt. Dadurch lassen sich die Geräte nahtlos in bestehende IT Security Konzepte integrieren. Des Weiteren gibt es bei Bihl+Wiedemann die Möglichkeit, signierte Software-Updates zu nutzen, die vom Gerät vor Benutzung authentisiert werden. Software-Updates und OPC UA lassen sich aber auch lokal am Gerät sperren – ein zuverlässiger und absoluter Schutz.

Daten werden zu wertvollen Informationen

Viele Daten einfach, kostengünstig und effizient einzusammeln und auf direktem Weg dorthin zu transportieren, wo sie – in welcher Form auch immer – verwendet werden können: ASi-5 und die aktuelle Gateway-Generation von Bihl+Wiedemann bieten ideale Voraussetzungen, damit aus der Menge verfügbarer Daten wertvolle Informationen im Sinne von Industrie 4.0 werden können.