Phoenix Contact Deutschland GmbH

Die Funktionen des IoT-Gateways und Vorteile des Gehäuses.

Bild: iStock, raywoo

IoT-Gateway für flexiblen Einsatz Das richtige Gehäuse macht´s

15.03.2019

Ein IoT-Gateway zur Überwachung und Steuerung von Maschinen in der Produktion und Logistik benötigt ein entsprechendes Gehäuse. Das Beispiel einer Logistik-Applikation zeigt die Funktionen des Gateways und die Vorteile des Gehäuses.

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Überwachung und Steuerung von Maschinen, Produktion und Logistik – das ist die Kernaufgabe des IoT-Ecosystems im Rahmen der Industrie4.0-Strategie der Firma Myomega Systems aus Nürnberg. Als Ecosystem bezeichnet man in diesem Zusammenhang geschlossene Systeme aus Prozessen, IT-Lösungen und Geräten. Dieser Aufgabe widmet sich Myomega. „Basierend auf unserer Plattform-Erfahrung haben wir unser vierlagiges IoT-Ecosystem MYNXG entwickelt“, erklärt Bernd Möller, Geschäftsführer von Myomega. „MYNXG umfasst alle Lösungselemente vom Sensor über das Gateway bis zur Visualisierung und Verarbeitung der Daten in der Cloud.“

Applikationsbeispiel C-Teile-Logistik

Eine Applikation, die die Stärken der IoT-Plattform MYNXG zeigt, findet sich bei der Logistik von C-Teilen – Artikel mit meist geringem Wert und hohen Beschaffungskosten. Beim C-Teile-Management geht es um die Optimierung der Beschaffungsprozesse – der kritischste Moment in der Logistikkette ist immer die Erkenntnis, dass ein Teil neu bestellt werden muss. Häufig ist die Handhabung der in den genormten Kleinladungsträgern – kurz KLT – gelagerten und als C-Teile bezeichneten Komponenten problematisch. Abhilfe schaffen sogenannte Kanban-Systeme – mit einer Methode der Produktionsprozess-Steuerung, die sich am tatsächlichen Verbrauch von Materialien am Bereitstell- und Verbrauchsort orientiert. „In unser hier gezeigten Logistik-Applikation erfasst der Kamerasensor die Füllstände in den KLT und kommuniziert die relevanten Daten an das Gateway d3“, erläutert Möller. „Dieser automatisierte Prozess kann den Lagerbestand deutlich reduzieren.“

IoT-Gateway spielt zentrale Rolle

Als IoT-Ecosystem spielt die MYNXG-Plattform bei allen Applikationen eine zentrale Rolle: in Produktionsprozessen, bei der Überwachung von Tankanlagen, bei der Überwachung von Motoren und bei Prozessen in der Logistik. Diese Applikationen stellen hohe Anforderungen an das Gateway – im Hinblick auf Edge Computing, Kommunikation und Sicherheit. Das gilt auch für das Gateway d3, das als Kernkomponente eines IoT-Systems unterschiedliche Anwender-Anforderungen erfüllen muss.

Die Zuverlässigkeit der Elektronik sowie die Eignung für zukunftsweisende Anwendungen sind die übergeordneten Themen für die Nutzer eingebetteter Systeme. Dabei spielt auch immer der Wunsch nach einer hohen Flexibilität und einer langfristigen Verfügbarkeit eine zentrale Rolle. Das d3-Gateway basiert auf einem handelsüblichen Motherboard vom Typ COM Express mit einem Intel-Atom-Prozessor. In Verbindung mit einem selbst entwickelten Daughterboard können kundenspezifische Anforderungen schnell umgesetzt werden. Basierend auf dem Gateway-Betriebssystem vereint MYNXG die Vorteile von Android- und Linux-Umgebungen.

UCS-Gehäuse als ideale Verpackung

Bei der Auswahl des Gehäuses entschied sich Myomega für das Universal Case System UCS von Phoenix Contact. „Weil unsere Hardware im industriellen Umfeld robust und zuverlässig ausgelegt sein muss, kommt uns die Gehäusefamilie UCS sehr entgegen“, begründet Möller seine Wahl. „Außerdem legen wir viel Wert auf die Modularität der Gehäuseteile.“ Das UCS-Gehäuse setzt sich aus zwei identischen Halbschalen, herausnehmbaren Seitenwänden sowie farblich abgesetzten Eckeinlegern zusammen. Diese übernehmen auch die Befestigung
des Motherboards. „Mit seinen zahlreichen Schnittstellen können wir unser Gateway leicht an die Anforderungen des Anwenders anpassen“, so Möller. „Hier unterstützt das Gehäuse­system UCS, indem lediglich die entsprechenden Seitenwände an die Anforderungen angepasst werden müssen, und das bei allen
vier Seitenwänden.“ Die restlichen Teile bleiben unangetastet.

Die in verschiedenen Farben erhältlichen Eckeinleger lassen eine schnelle und kostenoptimierte Individualisierung zu. Mit den beiden Grundfarben der Halbschalen und der Seitenwände sowie den individuellen Teilen aus dem Baukastensystem lassen sich ganz unterschiedliche Design-Konzepte umsetzen. Mittels verschiedener Zubehörteile lässt sich das d3-Gateway je nach Anforderung auf der Tragschiene im Schaltschrank, an der Wand oder auf dem Tisch anbringen. „Zur Wand- und Tischmontage nutzen wir einen Adapter aus dem UCS-Zubehörprogramm, der von außen aufgerastet wird“, so Möller. „Will ein Kunde unser Gateway in seinen Schaltschrank montieren, bekommt er ein Gehäuse mit Tragschienenadapter-Seitenwand.“ Dieser Tragschienenadapter wird einfach gegen eine Seitenwand getauscht. Auf die sonst üblichen Fußriegel oder Federn kann durch die ausgeklügelte Konstruktion des Tragschienenadapters verzichtet werden.

Von der Kamera auf den Monitor

Das in den KLT integrierte, intelligente Kameramodul – das Tracobin-System - sendet seine Daten über das kapillare ISM-Band bei 868 MHz an das Gateway d3, wo sie verarbeitet und analysiert sowie als relevante Informationen in die Cloud übermittelt werden.

Geht man von bis zu 1500 Sensoren aus, die alle sechs Stunden ein Bild übermitteln, ist schnell klar, welches gewaltige Datenvolumen hier zu handhaben ist. Wird dieses auf ein für die weitere Bearbeitung deutlich reduziertes Maß begrenzt und via Gateway an die Cloud kommuniziert, lassen sich nahezu latenzfreie Aktionen realisieren. Diese können dann – auf der MYNXG-Plattform visualisiert – auf dem Monitor ausgegeben werden.

Solide Basis für weitere Ausbaustufen

Das auf einem Gehäuse der Serie Universal Case System (UCS) aufbauende Gateway d3 ist mit der MYNXG-Plattform, die sich an vorhandene Infrastrukturen optimal anpasst, zentraler Baustein zur Digitalisierung industrieller Prozesse. Die Gehäusefamilie UCS bietet auch für künftige Ausbaustufen des Gateways eine solide Basis. Gerade die hohe Flexibilität in der Anwendung dank modularem Gehäuseaufbau, flexible Platinenbefestigung, Anpassungsfähigkeit an kundenspezifsiche Anforderungen und ein schneller Design-in-Prozess zeichnen hier verantwortlich.

Bildergalerie

  • Universelles Elektronik-Gehäuse in der Logistik: bis zu 1500 Füllstände gehen über das IoT-Gateway in die Cloud.

  • Elektronik-Gehäuse UCS: Das modular konzipierte Gehäuse vereinfacht die Produktion des Gateway d3.

  • Logistik 4.0: Im Kleinladungsträger wird der Füllstand per Kamerasensor „TracoBin“ erfasst und per Funk an das Gateway übermittelt.

  • Visualisierung der IoT-Applikation: Die vom Kamerasensor übermittelten und im Gateway d3 aufbereiteten Daten werden in der MYNXG-Plattform visualisiert.

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