So verbinden Sie Ihre Bluetooth-Geräte mit der IIoT-Cloud

Wenn es eine Komponente gibt, die in der Industrie noch häufiger anzutreffen ist als Geräte, dann sind es die Kabel, mit denen diese Geräte angeschlossen werden. Sie benötigen auch dann Kabel und Schnittstellen, wenn Sie Ihre Geräte mit einem Handbediengerät einrichten. Und wo wir schon dabei sind, benötigen Sie natürlich außerdem auch noch einen Dongle für jeden Protokoll- und Gerätetyp.

In der Industrie lebte man mit dem Dongle schon lange bevor er Einzug in unser tägliches Leben hielt. Ich bin überzeugt, wenn Sie jetzt mal einen kurzen Blick auf Ihre Geräte und Anlagen werfen, dann werden Sie zahllose unterschiedliche Kabel und Adapter sehen, die alle sicherstellen, dass Sie Telefon, Maus, Laptop, Kamera und andere Geräte aufladen können, richtig?

Doch seit einiger Zeit wird die drahtlose Kommunikation für Industrieanwendungen zunehmend populärer. Wir konnten miterleben, wie der erste Standard in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt wurde. Danach tauchten einige proprietäre Protokolle auf.

Nach einer Weile entschied die Industrie, auf offene Anbindungsmöglichkeiten (Open Connectivity) zu setzen, und so etablierten sich verschieden offene Funkprotokolle wie WirelessHART. Wir glaubten damals, dass das Ende des Dongles nahe wäre, doch es zeigt sich, dass die Dinge noch immer viel zu komplex waren, sodass das Ende des Dongles dann doch wieder in weite Ferne rückte.

Jetzt allerdings gibt es ein Protokoll, das neue Möglichkeiten für eine reibungsloste Integration Ihrer Instrumentierung in die Cloud bietet, wodurch Ihre Anlage Schritt für Schritt intelligenter denn je wird.

Ich meine das Bluetooth-Protokoll. Heute möchte ich auf die Frage eingehen, wie dieses Protokoll eine Trendwende eingeläutet hat, indem es eine nahtlose Integration bietet, sodass die Digitalisierung in so greifbare Nähe wie nie rückt.

In der Automatisierungswelt ist das Ende des Dongles nahe!

- Hallo, könnten Sie mir den RS-485-Adapter bringen?

- Moment mal, das ist ja ein HART-Gerät – könnten Sie mir stattdessen die HART-Schnittstelle bringen?

- Ach, tut mir leid, ich dachte es wäre ein HART-Gerät, aber es ist ein Ethernet-Gerät. Haben Sie ein Ethernet-Kabel?

- Oh nein! Das ist ja ein 4-20-mA-Gerät ... wo sind mein Schraubendreher und das Multimeter?!

Ja, ich wette, Sie waren schon einmal in einer ähnlichen Situation, in der Sie eine andere Art von Dongle oder Schnittstelle benötigt haben, um Zugriff auf die Gerätekonfiguration zu erhalten, stimmt's? Es ist wahr. Als ich mich noch um Feldgeräte kümmerte, musste ich immer zuerst nachschauen, an welcher Art von Gerät ich arbeiten würde, und dann sicherstellen, dass ich auch die richtige Schnittstelle mitbrachte.

Diese Situation ist bei allen Herstellern ziemlich ähnlich. Je nach Protokoll oder Gerät, benötigen Sie eine bestimmte Schnittstelle, um auf die Geräteparameter zugreifen zu können.

Die schlechte Nachricht ist, dass wir noch ein bisschen warten müssen, bis es Lösungen gibt, die endgültig Schluss mit dem Dongle und den damit verbundenen Kopfschmerzen machen. Die gute Nachricht ist aber, dass Sie mit einer drahtlosen Lösung schon heute schnell auf jedes beliebige Gerät zugreifen können.

Obwohl drahtlose Geräte, z. B. solche, die das WirelessHART-Protokoll nutzen, Jahr für Jahr beliebter werden, ist der Prozentsatz der drahtlosen Geräte in der Industrie noch immer gering im Vergleich zu Geräten mit 4-20-mA-Technologie. Und dass trotz der Tatsache, dass alle drahtlosen Geräte Fernzugriff auf Diagnose- und Konfigurationsdaten bieten.

Nun stellt sich die Frage, wie sich die drahtlose Technologie in kleinen Anwendungen implementieren lässt. Die gute Nachricht ist, dass zunehmend Geräte mit einem zusätzlichen Protokoll auf den Markt kommen, das über die Bluetooth-Kommunikation einfachen Zugriff bietet.

Dadurch wird es einfacher, die Daten aus dem Gerät zu holen und in jedes beliebige System zu integrieren. Gleichzeitig verfügen Sie noch immer über das standardmäßige 4-20-mA-Signal, das mit der Steuerung verbunden ist.

Feldgeräte mit Bluetooth machen Ihnen das Leben leichter.

Es ist wesentlich einfacher ein defektes Gerät gegen ein ähnliches Gerät auszutauschen als gegen einen anderen Gerätetyp oder gegen ein Gerät mit einem anderen Protokoll. Natürlich werden Sie früher oder später trotzdem Ihre Anlage modernisieren müssen, um Ihren Prozess auf dem neuesten Stand zu halten, aber wie können Sie bis dahin auf Ihre Diagnose- und Konfigurationsdaten zugreifen?

Die neuen Feldgeräte, die auf den Markt kommen, bieten die Möglichkeit, zwei Kommunikationsarten parallel zu nutzen. Sie können noch immer 4-20 mA verwenden, um die Geräte zu integrieren, aber Sie haben jetzt auch über eine App auf Ihrem Smartphone oder Tablet Zugriff auf Konfiguration und Diagnose.

Das erfolgt jedoch lokal, was bedeutet, dass der Feldingenieur in der Nähe des Gerätes sein muss, damit er mit ihm kommunizieren kann. Und das war's. In einer kleinen Anwendung gibt es allerdings auch noch eine andere Anforderung: Wie haben Sie Fernzugriff auf die Diagnoseinformationen, die vom Bluetooth-Protokoll erfasst wurden, und wie können Sie sie integrieren wo auch immer Sie wünschen?

Da habe ich gute Nachrichten für Sie! Ja, Sie haben Fernzugriff auf die Diagnose Ihrer Bluetooth-Geräte in der Cloud, und zwar über IIoT-Services. Wenn Sie über eine abgesetzte Anwendung verfügen, können Sie auch die primären und sekundären Prozessvariablen in Ihr System integrieren.

Wie das funktioniert? Ich werde Ihnen drei einfache Schritte nennen, damit Sie noch heute loslegen können. Wie ich bereits in einem anderen Artikel ausgeführt habe, können Sie sich Ihren Weg in das Industrial Internet of Things bahnen, indem Sie im großen Stil denken, aber klein anfangen. Werfen wir einen Blick auf diese drei Schritte.

In 3 einfachen Schritten zur digitalen Anlage

Fragen Sie sich, wie Sie die Vorteile der Bluetooth-Technologie in Ihrer Anlage oder einer neuen Anwendung nutzen können? Sie brauchen lediglich die folgenden einfachen drei Schritte einzuhalten, um diesen Wunsch Realität werden zu lassen. Danach verfügen Sie über alle Daten in der Cloud und können entscheiden, wie Sie sie in einer sicheren Umgebung nutzen können.

Erster Schritt – Bluetooth-Geräte

Wie ich zuvor schon erwähnt habe, können Sie heutzutage Feldgeräte erwerben, die Bluetooth "sprechen". Dadurch wird die Verbindung zum Kinderspiel. Wenn Sie also einen Temperaturtransmitter durch einen neuen ersetzen müssen, können Sie einen mit Bluetooth- und 4-20-mA- oder einer anderen Technologie erwerben.

Wenn Sie eine neue Anwendung haben, die eine Fernüberwachung notwendig macht, sind Bluetooth-Geräte die einfachste Art, um die Daten von einem abgesetzten Standort zu erfassen.

Alle relevanten Daten werden dann per Funk an ein Edge Device im Feld übertragen.

Zweiter Schritt – FieldEdge

Sobald Sie das Feldgerät mit Bluetooth-Verbindung zur Verfügung haben, sind Sie bereit, alle Informationen zu erfassen und an eine Cloud-Lösung zu übertragen. Hierzu ist ein Edge Device im Feld unbedingt erforderlich, so beispielsweise das neue FieldEdge SGC200 von Endress+Hauser.

Das FieldEdge SGC200 erfordert eine lokale Spannungsversorgung. Es verbindet Ihre Endress+Hauser Feldgeräte und sendet ihre Daten an die IIoT-Cloud-Lösung. Mit dem Endress+Hauser FieldEdge SGC200 können beispielsweise bis zu 5 Endress+Hauser Geräte in einem Umkreis von 20 m überwacht werden.

Wenn Ihre Feldgeräte an das FieldEdge SGC200 angeschlossen sind, werden der primäre Prozesswert (PV), der sekundäre Prozesswert (SV) und die NAMUR NE107-Statusinformationen ausgelesen.

Die Verbindung zwischen dem FieldEdge SGC200 und der Cloud-Lösung erfolgt mit einer integrierten globalen SIM-Karte über 3G oder 4G. Zudem ist die Kommunikation zwischen Edge Device und Cloud-Lösung verschlüsselt, um höchste Sicherheit gegen unbefugten Zugriff zu bieten.

Und schließlich erfolgt die Kommunikation nur in eine Richtung. Das bedeutet, dass das FieldEdge SGC200 den PV, SV und die NE107-Statusinformationen nur zyklisch lesen kann. Niemand kann aus der Ferne darauf einwirken.

Dritter Schritt – Cloud-Lösung und Application Programming Interface (API)

Last but not least, ist es zwingend notwendig, sich bei einer Cloud-Lösung anzumelden. Dieser Service stellt eine SaaS-Lösung (Solution as a Service) bereit. Das bedeutet, dass Sie sich unter den angebotenen Plänen denjenigen aussuchen und abonnieren müssen, der Ihre Anforderungen am besten erfüllt, bevor Sie mit der Verwendung der Lösung beginnen können.

Ich möchte Ihnen ein weiteres Beispiel nennen: Netilion Connect. Wenn ich von Netilion Connect spreche, beziehe ich mich auf einen IIoT-Cloud-Service, der das Edge Device, die Cloud-Plattform und die Application Programmable Interface (API) umfasst.

Die Cloud-Plattform ist dafür verantwortlich, alle Daten aus dem Feld zu erfassen und an einem einzigen Ort, der höchste Sicherheit bietet, zu bündeln. Die Netilion Cloud wurde beispielsweise vom EuroCloud StarAudit zertifiziert.

Aber das ist noch lange nicht alles: Netilion Connect arbeitet mit der standardmäßigen und einfach zu nutzenden REST/JSON API. Was bedeutet das? Das bedeutet, dass Sie einen einfachen Datenverbrauch erhalten und die Freiheit, Ihre eigenen Lösungs-Apps zu erstellen. Außerdem ist die Integration in jedes von Ihnen gewünschte System möglich (Steuerungssysteme, SCADA etc).

Auf diese Weise stehen Ihnen endlose Möglichkeiten zur Verfügung, die im Feld erfassten Daten in einer in höchstem Maße sicheren Umgebung zu nutzen.

Anwendungsbeispiele

Jetzt wissen Sie, wie einfach es ist, mit kleinen Anwendungen anzufangen und Ihre Anlage in das digitale Zeitalter zu überführen. Ich habe ein paar Use Cases zusammengestellt, um zu verdeutlichen, welche Möglichkeiten es gibt, Bluetooth-Geräte in Kombination mit IIoT-Cloud-Services zu verwenden.

Abgesetzte Diagnoseüberwachung

Mit diesem Ansatz können Sie Ihre prozesskritischen Anlagenbestandteile überwachen. Die Lösung bietet den NE107-Gerätestatus; diese Informationen können abgesetzt erfasst werden.

Diese Art von Zustandsüberwachung kann Ihnen helfen, ungeplante Stillstandszeiten zu verhindern, und ermöglicht es Ihnen, Ihr Wartungskonzept von einer korrigierenden, auf eine vorausschauende Wartung umzustellen (z. B. durch zurückliegende Diagnosedaten etc.).

Füllstandsüberwachung

Wenn Sie Endress+Hauser Bluetooth-Geräte und das FieldEdge für eine einfache Füllstandsüberwachung einsetzen, erhalten Sie Fernzugriff auf die Prozessinformationen und Diagnosedaten – jederzeit und überall. Zudem können Sie diese Daten mithilfe von Netilion Connect in jedes beliebige System integrieren.

Wenn wir über das Lagerbestandsmanagementsystem (Inventory Management System, IMS) sprechen, dann bieten andere Lösungen wie z. B. SupplyCare einen hohen Grad an Informationen.

Kleine Anwendungen

Wenn Sie über eine kleine Anwendung zur Überwachung von Füllstand, Durchfluss und Temperatur verfügen und mit Bluetooth-Geräten arbeiten, dann stellen FieldEdge SGC200 und die API eine flexible Möglichkeit dar, die Daten in jede beliebige Plattform zu integrieren.

Zudem ist nur sehr wenig Infrastruktur erforderlich, um die Daten zu erfassen und Ihnen jederzeit und überall zur Verfügung zu stellen.

Fassen wir noch einmal zusammen.

Wie Sie sehen konnten, sind Bluetooth-Geräte eine einfache Möglichkeit, alle relevanten Daten in die Cloud zu übertragen. Hinzu kommt, dass Sie dank FieldEdge- und API-Lösung die Freiheit haben, diese Daten in einer sicheren Umgebung zu erfassen und in das System Ihrer Wahl zu integrieren.

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Bis nächste Woche dann!