Gateways ermöglichen digitale Strukturen

Bei Digitalisierung und Industrie 4.0 stellen sich schon lange nicht mehr die Fragen nach dem „Ob“ und dem „Warum“, sondern viel mehr nach dem „Was“ und dem „Wie“. Dass zukünftig vermehrt Maßnahmen zur Prozessoptimierung zu projektieren sind, ist in den meisten Unternehmen gesetzt. Welche Use Cases angegangen und welche Technologien hierfür eingesetzt werden, ist jedoch weit schwieriger zu beantworten.

Langfristige Lösungen sind gefragt

Für die Realisierung der digitalen Transformation gibt es die unterschiedlichsten Konzepte und eine entsprechend große Anzahl an Anbietern und Produkten. Aufgrund von Kapazitätsgrenzen, persönlichen Präferenzen oder oft auch mangelndem Know-how auf der Anwenderseite werden jedoch häufig nur wenige Lösungen evaluiert. Bei der Umsetzung spielen außerdem die langen Lebenszyklen in Prozessanlagen eine Rolle. Sie machen es zwingend erforderlich, dass die Nachhaltigkeit des jeweiligen Vorhabens berücksichtigt wird. Eine zentrale Frage ist also: „Erfüllt die Lösung, für die ich mich heute entscheide, auch in fünf oder zehn Jahren noch alle Anforderungen?“ Das große Angebot sowie zukünftige Unwägbarkeiten, die sich nicht umfassend vorhersagen lassen, erschweren oftmals die Entscheidung für eine optimale Lösung. Sich auf ein Angebot festzulegen, geht oft mit der Notwendigkeit einher, die hierfür erforderliche, prozessseitige Datenanbindung bereitzustellen. In einigen Fällen gelingt dies über Softwareschnittstellen, die Daten aus der Steuerungsebene abholen. Doch dieser Weg ist nicht für alle Anwendungsfälle gangbar. In kritischen Prozessen möchte man die Steuerung lieber unberührt lassen und überhaupt erzählen Daten aus dieser Ebene nur die halbe Wahrheit. Es sind schlicht nicht alle relevanten Werte über diese Indirektionsstufe verfügbar. Für viele Anwendungen wird es erst spannend, sobald man sich dem Datenverkehr direkt auf den Bussystemen widmet, dort wo er entsteht und gehandhabt wird. Für altgediente Technologien wie z. B. Profibus oder Hart sind hierfür aber Hardware-Gateways erforderlich, die überhaupt erst den physikalischen Zugang zu den Netzen realisieren. Das Einbringen zusätzlicher Hardware erfordert aber Aufwände und birgt natürlich auch Risiken. Und hier schließt sich der Kreis: Wer sich heute für eine Lösung entscheidet, die einen Hardwarezugang erfordert, geht das Risiko ein, dass dieser Zugang nur im Rahmen der diskutierten Lösung nutzbar ist. In der Folge erfordern zusätzliche Lösungen weitere Zugänge und Aufwände und bergen weitere Risiken. Während der Aufwand, Software zu deinstallieren und neue wieder auszurollen, relativ überschaubar ist, bringt der Austausch von Hardware in Anlagen mit ggf. bis zu Tausenden Netzwerken weitaus größere Aufwände mit sich.

Daten via Standard-Schnittstellen

Nun ist es aber nicht unbedingt notwendig, bei einem Wechsel der Anwendungssoftware auch sofort die entsprechenden Hardwarezugänge zu tauschen, sofern sich der Anbieter an Standards orientiert. Denn eines steht fest: Bei alten Technologien, Protokollen und Netzwerken wird es keine Anpassungen mehr geben und auch sämtliche verfügbaren Datenarten ändern sich nicht. Und genau hier setzt die Smartlink-Produktfamilie von Softing an.

Die Smartlink-Gateways sind als Hardware- oder Softwareprodukt erhältlich. Sie stellen sämtliche Daten aus Geräten und Netzwerken über standardisierte Schnittstellen zur Verfügung. Dabei ist es unerheblich, ob die darüberliegende Anwendung Prozessdaten mittels KI analysiert, Parametrieroberflächen für Feldgeräte bereitstellt oder im Rahmen von Cybersecurity unerwünschte Eindringlinge im System erkennt. Sämtliche denkbaren Anwendungsfälle können mit der Datenanbindung via Smartlink realisiert werden. Dies gelingt durch die Verwendung offener Kommunikationsstandards wie OPC UA, MQTT oder Hart-IP. Auf der Feldseite ist Smartlink risikoarm und unkompliziert integrierbar. Dies ist sogar im laufenden Betrieb möglich und erfordert keinen Anlagenstillstand. Über Firmware-Updates ist dafür gesorgt, dass sämtliche Schnittstellen auf der Anwendungsseite auf aktuellem Stand gehalten werden. Die Smartlinks sind somit die erste und letzte Änderung an der Anlage, wenn es um Ertüchtigung in Sachen Industrie 4.0 geht. Die Smartlink-Produktfamilie von Softing besteht aktuell aus den beiden Produkten Smartlink HW-DP und Smartlink SW-HT.

Der Smartlink HW-DP ist ein Hardware-Gateway für Profibus DP. Er kann in ein Profibus-DP-Segment integriert werden und ermöglicht dann den Zugriff auf Profibus-Geräte über Ethernet. Zusätzlich gewährt er den Zugriff auf Hart-Geräte, die an Profibus-Remote-I/Os angeschlossen sind. Von Ethernet kann über Hart-IP und FDT DTM auf die Hart-Geräte zugegriffen werden. Die Profibus-Geräte sind auch über FDT DTM erreichbar und deren Prozessdaten werden über OPC UA und MQTT zur Verfügung gestellt.

Das zweite Produkt, der Smartlink SW-HT, ist eine Docker-Container-basierte Software-Anwendung. Sie erlaubt über Hart-IP den Zugriff auf Hart-Geräte, die an Remote I/Os angeschlossen sind, die wiederum über Ethernet erreichbar sind. Aktuell können Remote I/Os von Allen-Bradley, Schneider Electric und R.Stahl genutzt werden. Die für Anfang 2023 geplante Version 1.30 wird auch ET200-Remote-I/Os von Siemens und die FDT-DTM-Schnittstelle unterstützen.

Die Hart-IP- und FDT-DTM-Schnittstellen erlauben Asset-Management-Anwendungen wie Emerson AMS Device Manager oder Endress+Hauser Fieldcare, die Geräte zu parametrieren und zu überwachen. Zusätzlich können IIoT-Anwendungsfälle, wie z. B. eine Prozessoptimierung über die OPC-UA- und MQTT-Schnittstellen realisiert werden.

Im Jahr 2023 wird Softing mit dem Smartlink HW-PN und Smartlink SW-PN die Smartlink-Familie mit Produkten für Profinet erweitern.

Softing Industrial Automation GmbH, Haar