Industrial IoT Gateway mit embedded Linux und IEC 61131

Industrial IoT Gateway mit embedded Linux und IEC 61131

Auf Sensorebene überwiegen immer noch Geräte, die selbst keine Internetschnittstelle haben. Dabei sind es gerade die gesammelten und konsolidierten Daten dieser Sensoren, die in Zeiten von Industrie 4.0 von großem Interesse sind. Entsprechend ist eine Anbindung an das Industrial IoT mittels eines Gateways erforderlich.

Die WAGO Steuerungen PFC200 und PFC100 sind aufgrund der Offenheit durch das embedded Linux Betriebssystem und der Vielzahl an unterschiedlichen Schnittstellen bestens als Industrial IoT Gateways geeignet.

Aktuell arbeiten wir daran, die WAGO Steuerungen an die Microsoft Azure IoT Suite anzubinden. Eine embedded Linux Applikation verbindet dabei den Controller mittels MQTT mit der Microsoft Cloud. Dafür wird das Microsoft Azure IoT Device SDK verwendet.

Im Gegensatz zu anderen Ansätzen, bei denen beispielsweise mittels OPC UA beliebige Daten eingesammelt werden, haben wir uns dafür entschieden dem SPS Programmierer die Kontrolle über die zu publizierenden Daten zu geben. Das hat den Vorteil, dass Daten bereits im SPS Programm sinnvoll gruppiert und mit semantischen Informationen angereichert werden können. Andernfalls wäre eine Konfiguration an einer Stelle erforderlich, an der die Detailinformationen über die Art und Herkunft der Daten typischerweise schwieriger verfügbar sind.

Ein weiterer Vorteil gegenüber einer klassischen Lösung (beispielsweise Anbindung mittels OPC UA) ist die Möglichkeit eines gepufferten Transfers von Massen-Daten, getriggert durch das SPS Programm. Geräte, die beispielsweise über Mobilfunk angebunden sind, müssen dadurch nicht immer online sein.

Durch die Verlagerung der Kontrolle an das SPS Programm wird zudem ein komfortabler Rückkanal ermöglicht. Eine Cloud Anwendung kann darüber Befehle an die Steuerung senden, die dann im SPS Programm abgearbeitet werden.
Für die Interaktion von SPS Programm und Cloud ist das CODESYS-basierte System mit der Linux Applikation verknüpft. Realisiert wird dies über einen IEC 61131 Funktionsbaustein, der vom SPS Programmierer eingebunden wird, um das SPS Programm zu instrumentieren.

Die Linux Applikation ist dabei so aufgebaut, dass die Cloud Anbindung austauschbar ausgelegt ist. Die Applikation erlaubt es, verschiedene IoT Protokolle zu konfigurieren – oder, falls erforderlich – Erweiterungen vorzunehmen. Anstelle des Microsoft Azure IoT Device SDKs kann auch eine andere Anbindung eingesetzt werden. Dies erlaubt die Unterstützung weiterer Plattformen, wie beispielsweise der Amazon Cloud.

Für den Anwender ergibt sich eine ausgesprochen flexible Cloud Anbindung. Die Offenheit des WAGO Systems, die auf einer Vielzahl an Schnittstellen und einem offenen Betriebssystem basiert, bildet die Grundlage für eine flexible Anbindung an verschiedene Cloud Plattformen über eine Vielzahl möglicher Cloud Protokolle.
 

Author: Michael Heller, Group Leader, System Solutions - Applications