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S7-IIoT-Gateways für Industrie-4.0-Umgebungen

01 Konnektivität der Insevis-IIoT-Gateways

01 Konnektivität der Insevis-IIoT-Gateways

02 Das Insevis-S7-IIoT-Gateway verbindet über eine sichere Open-VPN-Verbindung zwei S7-Inseln miteinander

02 Das Insevis-S7-IIoT-Gateway verbindet über eine sichere Open-VPN-Verbindung zwei S7-Inseln miteinander

Umfassende Konnektivität ist eine der wichtigsten Forderungen an Systeme in Industrie-4.0-Umgebungen. Neue Impulse und Möglichkeiten bietet in diesem Zusammenhang das S7-IIoT-Gateway von Insevis für alle Anwender von S7-Steuerungen, die sich ihre Unabhängigkeit auch im Internet der Dinge erhalten wollen.
Seit Jahren haben sich die Erlanger Ingenieure von Insevis als S7-Systemhaus mit einer kompakten Hardware im S7-Markt mit einem eigenständigen Design positioniert – S7-kompatibel aber eigenständig. Das Wesentliche an den Produkten ist neben der Qualität durch „Made in Germany“ die einfache Lösung von bislang etwas kniffliger zu realisierenden Anwendungen im Bereich kleinerer und mittlerer S7-Anwendungen. Das bindet langfristig Kunden im S7-Sprachraum und bietet eine willkommene Erweiterung der bestehenden S7-Lösungen.
Generell sind die Insevis-S7-Steuerungen ab dem Simatic Manager 5.5 oder ab dem TIA Portal V13/14/15 in AWL, KOP, FUP, S7-SCL, S7-Graph quasi als S7-315-2PNDP zu programmieren. Sie verfügen über 1 MByte Arbeits- und 8 MByte Ladespeicher. Damit können Kunden ihre Siemens-Standardprogrammiertools beibehalten und bei Bedarf jederzeit zwischen Siemens- und Insevis-Hardware hin- und herwechseln. Jede S7-CPU von Insevis beinhaltet in der Grundausführung bereits Ethernet (TCP, UDP, S7-Kommunikation), dazu Modbus (TCP und RTU), CAN (CANopen und Layer2) sowie einen seriellen CP mit RS-232 und RS-485 (freies Ascii). Die neueren S7-CPU verfügen sogar über zwei getrennt konfigurierbare Ethernet-Anschlüsse, zum Beispiel für die Kunden-IT und für den eigenen Servicezugang, sowie über einen statischen Webserver. Zusätzlich stehen je nach CPU optional Profibus DP Master/Slave oder Profinet-IO-Controller zur Verfügung. Und das auch noch standardmäßig im erweiterten Temperaturbereich von –20 °C bis 60 °C. Damit allein ist ein Einsatz als beliebig S7-programmierbares Feldbus-Gateway oder Datenlogger mit individueller Datenvorverarbeitung möglich. Die dafür hilfreichen SFC und SFB stehen kostenlos im Internet zur Verfügung, neben dokumentierten Beispielanwendungen und Demovideos zu deren Handling auf den Youtube-Kanälen von Insevis. Vor allem für hoch kommunikative Anwendungen in der S7-Welt ist das ein kompakter und preisgünstiger Lösungsansatz.
Die einfache Projektierung auch umfangreicher Visualisierungen erfreut jeden Win-CC-flexible-erfahrenen Anwender und ist auch für Neulinge leicht zu erlernen. Variablenimport samt Symbolik aus dem Simatic Manager oder dem TIA Projekt sind mit vier Mausklicks möglich, eine Synchronisierung von Visualisierungs- und S7-Programmvariablen ist eingerichtet. Bei der integrierten Simulation wird neben der Visualisierung auch das S7-Programm mit simuliert, wenn das Siemens-Tool S7-PLCSIM auf dem Rechner vorhanden ist. So wird die Inbetriebnahme vereinfacht. Zur Archivierung und für Updates wird eine Standard-FAT32-Micro-SD-Karte verwendet.
IIoT-Gateway von allen S7-CPU auf OPC UA und MQTT
Um gleichsam Anwendungen eigener S7-CPU und bestehender Siemens-S7-Lösungen technisch und wirtschaftlich an OPC-UA-Clients anzubinden, bietet Insevis jetzt ein Gateway auf Basis einer eigenen Linux-Distribution samt Open VPN mit Firewall- und IT-Security-Funktionen an (Bild 1). Konfiguriert wird ausschließlich über einen integrierten und komfortabel zu bedienenden Webkonfigurator mit Zugangsbeschränkung und einer umfangreichen Benutzerverwaltung. Dadurch muss der Anwender gemäß RAMI 4.0 keine eigene Software mehr installieren, was zukünftig immer mehr gefordert werden wird.
Auf der LAN-Seite erfolgt der Datenaustausch mit der Steuerungsebene zu den Datenpunkten über S7-Kommunikation (Put/Get), Modbus-TCP (als Client), Modbus-RTU (auf RS232 und RS485) sowie über CAN. Auf der WAN-Seite erfolgt die sichere Kommunikation über einen Open VPN (Client/Server) und einen OPC-UA-Server. Dort werden die Werte der im Onboard-Konfigurator freigegebenen Variablen an die kundenseitigen MES (OPC-UA-Client) übergeben bzw. von dort übernommen. Wie bei den eigenen Steuerungslösungen ist die Insevis-Welt immer etwas offener und freier in der Konfiguration. Auch hier durch einen frei definierbaren Namespace, der die exakte Abbildung der jeweiligen Kundenanlagen erlaubt. Alternativ können auch die Namespaces der S7-1500 verwendet werden.
In einer Eigenschaft unterscheidet sich das Insevis-S7-IIoT-Gateway (Bild 2) besonders von den Marktbegleitern: Über die sichere Open-VPN-Verbindung ist es dem Anwender möglich, zwei S7-Inseln ohne Portal/Cloud miteinander zu verbinden.
Erweiterte Funktionalität
Das Insevis-S7-IIoT-Gateway hat jedoch noch mehr zu bieten: Mit in den Onboard-Konfigurator haben die Insevis-Ingenieure das Entwicklungstool „Node Red“ integriert. Damit wird es möglich, Anwendungsfälle im Bereich des Internets der Dinge mit einem einfachen Baukastenprinzip umzusetzen. Einzelne Funktionsbausteine werden durch Ziehen von Verbindungen verbunden. Eine große Auswahl an mitgelieferten Bausteinen deckt bereits die meisten der gängigsten Dienste und Technologien ab, eigene Bausteine sind integrierbar.
Diese Anwendung bietet neuartige Verknüpfungen in Form einer grafischen Programmier- oder besser Projektierumgebung. So können mit ein paar Mausklicks per Node Red neue Möglichkeiten konfiguriert werden. Das sind zum Beispiel Verbindungen zu MQTT-Brokern, ein SMTP-Client, Java-Skripte, Twitter-Meldungen und Sprachausgaben. Damit sind aber nicht nur Verbindungen zu konfigurieren, auch ein Dashboard kann so erstellt und als abgesetzte Visualisierung verwendet werden. Wer nichts mit der neuartigen Oberfläche anfangen kann, wird seine Webvisualisierung mit dem bewährten und Win-CC-flexible-ähnlichem Insevis-Tool „Visu Stage“ erstellen und in das Gateway laden. Dort wird es in ein HTML5-kompatibles Format konvertiert und über den integrierten Webserver zur Verfügung gestellt. (mh)