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9-2018

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

IoT sen nur kleine

IoT sen nur kleine Datenpakete übertragen werden, so dass eine Internetverbindung in den meisten Fällen nicht notwendig ist. Eine schlanke, kostengünstige und zuverlässige Messaging-Option mit geringer Bandbreite, die im etablierten GSM-Sprachnetzwerk verfügbar ist, kann in vielen Fällen die Anforderungen für die IoT-Kommunikation erfüllen. So ist dieser Ansatz in sensorbasierten Anwendungen des industriellen Internets der Dinge (IIoT) immer häufiger anzutreffen. Die Kommunikation über ein einfaches USSD-Messaging-Protokoll, das in mehr als 190 Ländern weltweit verfügbar ist, ermöglicht die Übertragung von Datenpaketen bis 160 Bytes Größe pro Nachricht. Eine bewährte Plattform basierend auf dieser Kommunikationstechnologie unterstützt Unternehmen dabei, IoT-Projekte schnell umzusetzen. Darüber hinaus können sensorbasierte IoT-Anwendungen so programmiert werden, dass sie eine Vielzahl von Informationen übertragen. Auf diese Weise wird der Einsatz weiterer angeschlossener Geräte überflüssig und es kann ein intelligentes und effizientes Netzwerk bereitgestellt werden. IoT-Geräte können sich automatisch mit einer entsprechenden IoT-Anwendung verbinden, wo auch immer GSM- Konnektivität vorhanden ist, wobei sie das stärkste verfügbare Netzwerk verwenden. Dadurch ist diese Lösung im Vergleich zu mobilen Datenverbindungen zuverlässiger. Dieses Netzwerk ist prädestiniert für das IoT, da andere internetbasierte Optionen derzeit in Bezug auf Kosten, Zuverlässigkeit und Reichweite nicht konkurrieren können. MQTT-SN Die Kommunikation wichtiger Informationen durch winzige Datenpakete erfolgt über MQTT-SN (Message Queue Telemetry Transport for Sensor Networks). Dieses Publish/ Subscribe-Messaging-Protokoll kann Informationen zu und von Cloud- Systemen an einen Sensor senden und korrekt konfiguriert werden, um die Zustellung von Nachrichten zu gewährleisten. Ein weiterer großer Vorteil der GSM-Technologie ist zweifellos die Sicherheit. Daten werden nicht wirklich über das Internet übertragen, was die Cybersicherheit erheblich verbessert, da keine IP-Adressen für den Datenaustausch zwischen IoT-Geräten und der Konnektivitätsplattform verwendet werden müssen. Dies hilft, die Verbindungslevel hoch und die Kosten gering zu halten. Sensorbasierte IoT-Geräte können darüber hinaus so programmiert werden, dass sie nur dann Daten in die Cloud senden oder lokal verarbeiten und darauf reagieren, wenn bestimmte Parameter erfüllt sind. Dieser selektive Ansatz für die Daten übertragung sorgt dafür, dass das IoT-Gerät im Leerlauf ausgeschaltet wird und die Batterielaufzeit maximiert wird. Sicherstellung der langfristigen Funktionsfähigkeit Die bestehende Infrastruktur wird die steigende Anzahl von IoT-Konnektivitätslösungen kaum bewältigen können. Eine Messaging-Lösung, die auf dem bestehenden GSM- Sprachnetzwerk basiert, bietet hingegen eine unmittelbare und langfristige Funktionsfähigkeit. Unternehmen können so IoT-Anwendungen nutzen, um ihre langfristige Wettbewerbsposition in einer zunehmend digitalisierten Wirtschaft sicherzustellen. Ein solches LPWAN (Low Power Wide Area Network) kann als Basis für ein wirklich globales IoT-Netzwerk verwendet werden, insbesondere in Bereichen mit minimaler Konnektivität. Für Geräte, die über nicht- GSM-basierte Netzwerke fernverbunden sind, ist die sichere Übertragung von Daten immer noch ein Problem. Dies macht Lösungen, die keine TCP/IP-Verbindung verwenden, im Vergleich zu anderen Optionen attraktiv. „Durch den Einsatz sicherer Technologien, die weniger Strom verbrauchen und vernetzten Geräten eine intelligente Datenkommunikation ermöglichen, zahlen Unternehmen nur für die Daten, die tatsächlich verarbeitet werden, was die Gesamtkosten reduziert“, erklärt Neil Hamilton von Thingstream. „Dadurch werden sie ermutigt, nicht dem Hype „alles verbunden, überall“ zu verfallen, der das IoT- Umfeld derzeit erfasst. Zudem sorgen Unternehmen auf diese Weise für eine verbesserte betriebliche Effizienz in allen IoT-Bereitstellungen.“◄ 42 PC & Industrie 9/2018

Steuern und Regeln Miniatur-Servoregler für Robotik Die MACCON GmbH lanciert die EVEREST- Familie von Kleinst-Servoreglern für bürstenlose Motoren mit Leistungen bis 5 kW. Der neue Servoregler (EVEREST) des spanischen Herstellers Ingenia ist für Anwendungen mit geringem Bauraum oder Anforderungen nach geringem Gewicht konzipiert. Beispiele sind Robotergelenke, tragbare Robotik, autonome Intralogistik-Fahrzeuge und unbemannte Fluggeräte. Die hohe Leistungsdichte bis 5 kW ist auf neue GaN-Transistoren zurückzuführen. Die hohe Schaltzfrequenz der GaN (Galliumnitrid) Transistoren ermöglicht auch einen höheren Wirkungsgrad als bei Silizium-Transistoren, welcher für Akkubetriebene Maschinen eine wichtige Anforderung ist. Der EVEREST ist nicht nur ein Servoregler, sondern er enthält auch eine vollwertige Motion-Control-Unit (MCU). Mit der MCU kann der Maschinenbauer seine eigenen Ablaufsteuerung auf dem EVEREST implementieren. Merkmale im Überblick • Abmessungen: 42 x 30 x 22 mm • Gewicht: 20 g • Spannung: 12 - 85 V DC • Nennphasenstrom: 20 A eff • Spitzenleistung: bis 5 kW • Rückführung: Inkrementell, Hallsensoren, BiSS-C • Safe-Torque-Off (STO) • Feldbus: EtherCAT oder CANopen • Betriebstemperatur: -40 – 85 °C Der Vertrieb des EVEREST-Servoreglers in Deutschland erfolgt über Firma Maccon GmbH. • MACCON GmbH www.maccon.de Omron stellt vier Serien von Geräten für die Zustandsüberwachung vor Zustandüberwachungsgeräte für Motoren, mit denen der Ausfall eines 3-Phasen-Induktionsmotors vorhergesagt werden kann, netzwerkgebundene Netzteile, mit denen die Lebensdauer sowie der Ausfall von in Schaltschränken installierten Netzteilen vorhergesagt werden kann, Durchfluss- und Drucksensoren zur Überwachung des Hydrauliköls und des Kühlwassers für Pressmaschinen und Spritzgießmaschinen, sowie intelligente Zustandüberwachungsverstärker, die das IoT bestehender analoger Sensoren in Anlagen oder Maschinen beschleunigen. Die Veröffentlichung der Zustandüberwachungsgeräte ist Teil der Bemühungen von Omron, ein Portfolio von 100.000 IoT-Komponenten zu erreichen. Die Überwachungsgeräte sorgen für eine dauerhafte Visualisierung des Anlagen- und Ausrüstungszustands, der zuvor nicht zugänglich war, erkennen Statusfehler von Anlagen im Voraus und sorgen für die Aufrechterhaltung der Produktionslinien sowie der Produktivität. Die Zustandüberwachungsgeräte verfolgen Veränderungen im Energie- und im Kreislaufsystem von Produktionsanlagen in Echtzeit. Zudem geben sie über Kommunikationsnetzwerke den Zeitpunkt für einen Teileaustausch vor deren Ausfall an und tragen zur Vermeidung unerwarteter Stillstandzeiten und Qualitätsschwankungen der Produkte bei. So können nun Unregelmäßigkeiten bei der Anlagenqualität sowie Ausfälle von jedem Mitarbeiter erkannt werden, und man ist nicht mehr von der Erfahrung und Intuition qualifizierter Mitarbeiter abhängig. So können die durch unerwartete Sillstandzeiten bedingten Geschäftsverluste reduziert und die Einhaltung von Wartungsplänen verbessert werden. Vier Serien von Zustandüberwachungsgeräten gehen in den Verkauf Zustandüberwachungsgeräte für Motoren Motorvibration, Oberflächentemperatur, Isolierungswiderstand, Stromstärke, Zersetzungsgrad. EtherNet/IP (Überwachung mittels geeignetem PC-Tool), Alarmausgang, Transistorausgang, Balkenanzeige, Überwachungsdisplay. Netzwerkgebundene Netzteile Jahre bis zum Austausch des Netzteils, Gesamtlaufzeit, Ausgangsspannung/-strom, Booststrom, Eigendiagnose (Überhitzung, Messwertfehler, Speicherfehler), Produktmodell, Seriennummer. Ethernet/IP, Modbus/TCP, Überwachungsdisplay. Durchflusssensoren, Drucksensoren Durchflussrate + Temperatur Druck + Temperatur Statusausgang, Steuerungsausgang, analoger Ausgang, E/A-Verbindung, Überwachungsdisplay, Statusanzeige. Intelligente Zustandüberwachungsverstärker Anschließbare Sensorköpfe Sensoren, die Messergebnisse in Stromstärke (DC 4 bis 20 mA) oder Spannung (1 bis 5 V DC ) ausgeben und übertragen. (Durchfluss- und Drucksensoren können ebenfalls verbunden werden.) Steuerungsausgang, Überwachungsdisplay, durch die Verbindung mit einer Kommunikationseinheit mit offenen Netzwerken kompatibel (EtherCAT, CC-Link). • Omron eu.omron.com PC & Industrie 9/2018 43

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