PLCnext Technology

Dario Bertoli und Thiemo Ludmann / am,

Daten durchgängig und einheitlich nutzen

Neue Konnektoren und eine App-Lösung für das IIoT-Framework der PLCnext Technology erleichtern die Datenerfassung aus Steuerungen, Sensoren und Feldgeräten – besonders in Bestandsanlagen. Harmonisierung, Edge-Verarbeitung und flexible Datenpipelines schaffen eine skalierbare Basis für Monitoring, Analysen und datengetriebene Anwendungen.

Auf dem digitalen Marktplatz PLCnext Store stehen zahlreiche Apps zur Verfügung. © Phoenix Contact

Mit der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung von Produktionsanlagen wächst der Bedarf an einer konsistenten, skalierbaren und robusten Dateninfrastruktur. Besonders in Bestandsanlagen ist es entscheidend, Informationen aus unterschiedlichen Steuerungen, Sensoren und Feldgeräten zuverlässig auszulesen und zentral verfügbar zu machen.

Vor diesem Hintergrund ergänzt Phoenix Contact sein IIoT-Framework innerhalb des Ökosystems PLCnext Technology um neue Konnektoren sowie die Telegraf-App. So lässt sich die Datenerfassung und -weiterleitung zwischen der Feldebene und IT-Systemen nochmals vereinfachen. Als OT-/IT-Gateway bildet das IIoT-Framework die verbindende Schicht zwischen Automatisierungskomponenten und übergeordneten IT-Systemen. Das Gateway dient der Aufnahme verschiedener Messwerte wie digitale Signale, analoge Prozessgrößen oder Energiedaten. Diese Informationen werden anschließend in der Global Data Point Table (GDPT) zusammengeführt. Dort findet die Überführung aller Datenpunkte in ein einheitliches Schema statt. Zu jedem Datenpunkt sind Gerät, Name, Wert, Einheit, Datentyp und Zeitstempel hinterlegt, sodass eine durchgängige und einheitliche Datennutzung sichergestellt ist. In einem System können bis zu 1.000 Datenpunkte verarbeitet werden, wobei sich der Umfang bei Bedarf erweitern lässt.

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Durchgängiger Datenfluss von der Anlage bis zum Dashboard: erfassen, übertragen, speichern und visualisieren. © Phoenix Contact

Die harmonisierten Daten lassen sich direkt über OPC UA, REST-API oder gRPC auslesen oder über den Telegraf-Dienst an Datenbanken, Cloud-Plattformen oder Visualisierungs-Tools weiterleiten. Der Engineering-Aufwand bleibt gering, da der Lokalbus des I/O-Systems Axioline mit den angeschlossenen Modulen automatisch eingelesen wird. Danach erfolgt die automatische Zuordnung der Module zu den passenden Konnektoren. Die Konfiguration geschieht vollständig über eine Webvisualisierung und wird automatisch in JSON-Dateien gesichert. Das führt zu einer erheblichen Vereinfachung von Updates und Back-ups. Aufgrund der offenen Architektur des IIoT-Frameworks und des Ökosystems PLCnext Technology können Anwender bei Bedarf eigene Konnektoren in IEC 61131-3 realisieren. Dafür stehen umfangreiche vorgefertigte Funktionen und Bausteine zur Verfügung, die eine einfache Umsetzung ermöglichen.

Konnektoren für Steuerungen und Übertragungsprotokolle

Mit der neuen Version 2025.0 erhält das IIoT-Framework mehrere zusätzliche Konnektoren. Der neue S7_Comm-Konnektor erlaubt eine direkte Kommunikation mit Siemens-Steuerungen der Baureihen S7-300, S7-400, S7-1200 und S7-1500. Unterschiedliche Variablen lassen sich direkt aus Datenbausteinen auslesen, unabhängig von deren Struktur. Daher eignet sich der S7_Comm-Konnektor besonders für Modernisierungsprojekte, in denen bestehende S7-Steuerungen weiter betrieben werden, aber zusätzliche Daten für Analysen, das Monitoring oder die Anbindung an IT-Systeme bereitzustellen sind. Der neue EtherNetIP_Slave-Konnektor ergänzt das IIoT-Framework insbesondere für Anwender mit Rockwell- oder EtherNet/IP-basierten Maschinen. Über den Konnektor lässt sich eine PLCnext Control als Slave an einen Scanner ankoppeln. Durch die bit- und bytegenaue Zuordnung lassen sich auch komplexe Datenstrukturen präzise abbilden und übertragen. Dies resultiert in einer hohen Flexibilität bei der Integration verschiedener Maschinenarchitekturen.

Über das integrierte Webinterface lassen sich die Konnektoren einfach konfigurieren, ohne dass Programmierkenntnisse erforderlich sind. © Phoenix Contact

Die generischen Modbus-Konnektoren GenericModbus_TCP und GenericModbus_RTU erweitern das Framework um eine flexible Möglichkeit, Daten per Modbus/TCP oder Modbus/RTU aus einer Vielzahl von Geräten abzufragen. Auf diese Weise lassen sich sowohl einfache Sensoren ebenso wie komplexe Feldgeräte problemlos in das Netzwerk einbinden. Der Temperature-Konnektor erfasst Temperaturwerte von Pt100- und Pt1000-Sensoren direkt. Dabei werden Zwei-, Drei- und Vierleitersensoren unterstützt, wodurch sich unterschiedliche Installations- und Verdrahtungsvarianten integrieren lassen. Der neue HART-Konnektor baut den Zugriff auf smarte Prozesssensoren deutlich aus. Über ihn lassen sich analoge Messwerte sowie die HART-Variablen der Sensoren auslesen.

Rohdaten erfassen, konvertieren und weiterleiten

Mit der Telegraf-App erhält das Ökosystem PLCnext Technology einen leistungsfähigen und gleichzeitig ressourcenschonenden Datenagenten, der sich flexibel in industrielle IT- und OT-Architekturen einfügt. Durch mehr als 200 verfügbare Plug-ins bietet sich Telegraf für die einfache Maschinenanbindung als auch für anspruchsvolle Datenpipelines an. Auf den Steuerungen PLCnext Control zeigt das Tool besondere Stärken: Rohdaten werden lokal gepuffert und vorverarbeitet. Dies entlastet die Steuerung und sorgt für eine zuverlässige Weiterleitung großer Datenmengen an IT-Systeme oder Cloud-Dienste. Die enge Integration der IIoT-Apps aus dem digitalen Marktplatz PLCnext Store schafft eine leistungsfähige Edge-Datenplattform: InfluxDB dient als robuste Zeitreihendatenbank auf dem Controller, Grafana ermöglicht Visualisierungen ohne externe Infrastruktur, und MariaDB ergänzt das System um eine relationale Datenspeicherung.

Architekturübersicht des IIoT-Frameworks mit gRPC-Anbindung an eine Telegraf-App. © Phoenix Contact

Gemeinsam mit dem IIoT-Framework und der harmonisierten GDPT-Datenstruktur entsteht so eine durchgängige, zeitlich konsistente Datengrundlage. Telegraf erweitert diese Architektur um skalierbare Datenpipelines, die Daten aggregieren, normalisieren und für Monitoring-Aufgaben sowie Machine-Learning-Verfahren wie Anomalieerkennung oder Predictive Maintenance bereitstellen.

Robuste Infrastruktur für klassische und datengetriebene Anwendungen

Die neuen Konnektoren des IIoT-Frameworks erschließen zahlreiche Anwendungen, besonders im Brownfield. Bestehende S7-Steuerungen, Modbus-Geräte und HART-Messstellen lassen sich ohne Eingriffe in die Steuerungstechnik in moderne Datenlandschaften einbinden. So vereinfachen sich die nachträgliche Einführung von Energie-Monitoring, Zustandsüberwachung und die Betriebsdatenerfassung erheblich. Durch kombinierte Datenquellen, etwa Energiezähler, HART-Sensorwerte oder Temperaturmessungen, ergibt sich eine einheitliche Basis für Verbrauchsanalysen sowie eine Lastspitzenbewertung und Zustandsüberwachung von Anlagen. Die Telegraf-App weitet diese Möglichkeiten um flexible, robuste Datenpipelines an der Edge aus. Sie filtert, puffert und aggregiert Daten und leitet diese über 200 Plug-ins an lokale Datenbanken, Visualisierungen oder an Cloud-Plattformen weiter. Damit entsteht eine skalierbare, konsistente Datenbasis, die Monitoring- und Condition-Monitoring-Konzepte unterstützt und datengetriebene Optimierungen erlaubt. Mit den neuen Konnektoren und der Integration der Telegraf-App entwickeln sich das IIoT-Framework und die IIoT-Apps zu einer durchgängigen Datenplattform, die den gesamten Weg vom Feldgerät bis in IT- und Cloud-Systeme abdeckt. Unterschiedliche Sensoren, Steuerungen und Messstellen lassen sich nun noch einfacher ankoppeln, harmonisieren und zentral auswerten. Die standardisierte GDPT sorgt dabei für eine einheitliche Datengrundlage, während Telegraf flexible Datenpipelines für die Speicherung, Analyse und Visualisierung zur Verfügung stellt. Dadurch ergibt sich eine robuste Infrastruktur, die klassische Monitoring-Aufgaben ebenso unterstützt wie anspruchsvolle datengetriebene Anwendungen bis zu Predictive Maintenance.

Dario Bertoli und Thiemo Ludmann, beide Solution Engineer bei Phoenix Contact

Hannover Messe, Halle 27, Stand G26

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