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IoT in der Fabrik: Industrielle Steuerungen

Intelligente mechatronische Komponenten, ausgestattet mit eingebetteten Controllern auf Mikroprozessorbasis, können in Werkzeugmaschinen und andere Ausrüstungen integriert und sowohl für die Zusammenarbeit als auch eine einfachere Neukonfiguration programmiert werden. Intelligente Geräte wie Ventile, Motoren und Pumpen lassen sich für die Ausführung verschiedener Steueralgorithmen programmieren, die auf der Auswahl der übergeordneten Controller basieren.

Ebenso können sie Diagnosefunktionen ausführen, die diese übergeordneten Steuerungssysteme über potenzielle Probleme informieren. Indem der Maschine die Verarbeitung übertragen wird, werden Steuerschleifen reaktionsschneller und die Produktivität dadurch gesteigert.

Ein entscheidender Vorteil der verteilten intelligenten Steuerung besteht darin, dass das System in Stufen aufgerüstet werden kann. Controller, die nicht ausgetauscht werden müssen, können mit der bestehenden Programmierung weiterlaufen, während andere Controller komplexere Algorithmen und Techniken nutzen können. Es müssen lediglich die gleichen Steuer- und Kommunikationsprotokolle verwendet werden.

IoT-Lösungen: Drahtlose Kommunikation

Drei grundlegende Komponenten sind es, die sich zu einem IoT-Knoten vereinen müssen: Intelligenz, Erfassung und drahtlose Kommunikation. Die unterschiedlichen Anforderungen von IoT-Anwendungen erfordern eine ganze Palette an Lösungen für jede dieser Komponenten. So erfordert beispielsweise die Konzentration auf die Steuerung beim industriellen IoT andere Lösungen als beim IoT, das Endverbraucher auf Gebieten wie Smart Home und Smart Healthcare erleben werden.

Industrielle IoT-Knoten werden ein E/A-Handling in Echtzeit sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber Ausfällen von Kommunikationsverbindungen oder -knoten erfordern. Dagegen geht es bei Anwendungen in der Automobiltechnik um eine hohe Kosteneffizienz. Bei Anwendungen für Endverbraucher stehen Benutzerfreundlichkeit und maximale Kompatibilität mit Tablets und Smartphones im Mittelpunkt.

Maschennetzwerke können die Unterbrechungsstelle umgehen

Bei der Implementierung von Systemen, die das industrielle IoT nutzen, steht eine Reihe von Netzwerkschnittstellen zur Auswahl: vom IP-fähigen Ethernet bis hin zu Drahtlosprotokollen, die IP-Versionen mit geringer Leistungsaufnahme unterstützen, zum Beispiel die Protokollfamilie, die auf dem Standard IEEE802.15.4 aufsetzt. Hierzu gehören ZigBee und 6LowPAN. So können Ingenieure eine programmierbare Transceiver-Technologie wie die von Lime Microsystems einsetzen und dadurch eine Vielzahl von Drahtlosoptionen unterstützen, die für eine bestimmte Implementierung ausgewählt wurden.

Um beispielsweise die Kosten für Kabel in einer langen Pipeline zu senken, kann es sinnvoll sein, ein lizenzfreies Frequenzband unter 1 GHz, z. B. 868 MHz, in Kombination mit einer 6LowPAN-Version zu verwenden und gleichzeitig die Maschennetzwerk-Fähigkeiten von ZigBee zu nutzen. Maschennetzwerke bieten Routing-Beständigkeit beim Ausfall eines einzelnen Knotens; das bedeutet, andere Knoten finden in der Vernetzung eine neue Route um die Unterbrechungsstelle herum.

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