Ob Windkraft- oder Biogas-Anlage, Motor in einem großen Schiff oder ein Hydraulik-Aggregat - die Anwendungsfälle für den Einsatz von Digitalisierungsmaßnahmen können unterschiedlicher nicht sein. Wichtig ist für uns, ein Verständnis für die langfristige Perspektive zu Entwickeln - gemeinsam mit unseren Kunden bündeln wir unsere Erfahrung um eine solide System-Architektur zu definieren. Diese richten wir an klaren Mehrwerten aus, sodass sich der Nutzen bereits mit dem ersten Datenpunkt einstellt.
In den vorangegangenen Beiträgen haben wir diesbezüglich einzelne Aspekte beleuchtet: Software für intelligentes Edge Computing oder die grenzenlose Konnektivität über OPC UA aber eben auch den Wandel, die Transformation weniger als Projekt, sondern als ein neues Betriebsmodell zu betrachten. Soviel zunächst also einmal zu den theoretischen Ansätzen und grundlegenden Konzepten die einen optimalen Einstieg in die Transformation bzw. die Digitalisierung bieten. Aber welche Bausteine benötigt man nun für den Start?
Das Industrial IoT Gateway
Anfangen möchte ich mit dem "Gateway": In vielerlei Hinsicht nämlich nicht nur ein beliebiges Stück Hardware.
Wie zuvor berichtet haben wir einmal das Angebot an Gateway-Lösungen genauer betrachtet - wir haben bereits darüber berichtet. Schnittstellen, CPU, Memory, Konnektivität ... selbstverständlich alles wichtige Hardware-Features - einen sehr viel größeren Mehrwert stellt jedoch die optimale Kombination von Hardware und Software dar.
Gateway gibt es heute beliebig viele im Markt - sie starten preislich irgendwo bei etwa 300 EUR, nach oben hin gibt es keine Grenzen. Gehen wir von dem typischen Anwendungsfall aus benötigt man grundsätzlich eine ausreichende Rechenleistung und einen entsprechend großen Speicher für das Handling der Daten. Alle Gateway Lösungen bieten dazu bereits ein offenes Betriebssystem. Doch neben all den technischen Features lohnt sich insbesondere hier, beim Thema Software, ein Blick auf die Details.
Möchte man sich z.B. die Möglichkeiten offen halten, sich im Laufe des Transformationsprozesses auch gewissen Edge Computing Features zu widmen, ist es ein großer Mehrwert wenn entsprechende Frameworks hier schon vorhanden sind auf die man im Weiteren aufbauen kann. Denn Edge Computing bietet im Generellen zahlreiche Möglichkeiten, u.a. ganze Digital-Konzepte hinsichtlich der Total-Cost-of-Ownership (TCO) ganzheitlich zu optimieren oder etwa individuelle Software-Features für Kunden in Echtzeit an der Datenquelle anzubieten.
Das ReliaGATE 10-14 von Eurotech
Daher haben wir uns entschieden, heute mal das ReliaGATE 10-14 von Eurotech vorzustellen. Es handelt sich hier um ein Multi-Service-IoT-Gateway, das entwickelt wurde, um LTE- und 2G/3G-Konnektivität für industrielle und leicht robuste Anwendungen bereitzustellen. Das ReliaGate 10-14 ist ein Nachfolger von Eurotechs ReliaGate 10-12 und früheren ReliaGate 10-11-Gateways, die beide von einem Cortex-A8-basierten Sitara AM3352-SoC von Texas Instruments betrieben werden. Das 10-14-Modell vereint in diesem Zusammenhang umfangreiche Upgrades, beginnend mit seinem leistungsstärkeren Quad-Core-Cortex-A53 i.MX8M Mini-SoC.
Wie die früheren ReliaGate-Systeme läuft auf dem ReliaGate 10-14 Eurotech Everyware Linux mit einem Yocto-basierten SDK mit Eclipse-Tooling und Azul Java-Unterstützung. Es enthält auch das Everyware Software Framework (ESF) von Eurotech, eines der frühen Device-to-Cloud-IoT-Aggregations-Frameworks. Dieser Java/OSGi-basierte Middleware-Stack bietet Remote-Management und unterstützt zahlreiche Feldbus-Schnittstellen, einschließlich Modbus, S7 und OPC UA.
Das System mit 107 x 85 x 46 mm wurde in Q2 / 2020 erstmals vorgestellt und ist kleiner als die früheren ReliaGate-Modelle mit 140 x 95 x 45 mm. Es fügt unter anderem mehr Speicherkapazität, Hardware-Sicherheitsfunktionen, DIN-Schienen- und GbE-Unterstützung und eine Display-Schnittstelle hinzu.
Wie die Vorgängermodelle bietet das 10/14-Modell ein Gehäuse mit einer IP40-Schutzklasse und unterstützt den Betrieb bei -20 bis 70 °C. Es ist mit zwei Erweiterungsmodulen kompatibel, die mit den früheren Gateways erhältlich waren: dem ReliaIO 1012 I/O-Modul und dem ReliaLORA 1012 LoRa-Gateway.
Das ReliaGate 10-14 enthält die Quad-Core-Version des 14-nm-gefertigten i.MX8M Mini von NXP, der schneller und energieeffizienter ist als der Quad-A53 i.MX8M. Der Mini bietet eine 3D-GPU, punktet aber mit HD- statt 4K-Auflösung.
Das System ist mit 2 GB bis 4 GB LPDDR4, 16 GB bis 64 GB eMMC 5.1 und einem microSD-Steckplatz für zusätzlichen Speicher erhältlich. Es gibt 2x GbE-Anschlüsse, 2x rausch- und überspannungsgeschützte USB 2.0-Anschlüsse, eine serielle Konsole und einen DisplayPort.
Die isolierte E/A umfasst 2x geschützte RS-232/RS422/RS-485-Ports und 2x 12-Bit-Analogeingänge. Optoisolierte Schnittstellen umfassen 4x digitale Eingänge und 2x digitale Ausgänge. Das optionale E/A-Modul ReliaIO 1012 fügt 4x isolierte digitale Eingänge, 4x isolierte digitale Ausgänge und 4x geschützte analoge Eingänge hinzu.
Wireless- und Sicherheitsfunktionen
Das System bietet einen Dual-Band 802.11a/b/g/n/ac-Funk mit Bluetooth 5.0 LE. Es gibt auch eine Option für den LTE-Cat-1-Mobilfunkdienst, der in vorzertifizierten Nordamerika-, Europa- und AP-Versionen verfügbar ist. (Letzteres scheint sich auf ein LTE-Access-Point-Modell zu beziehen.) Die LTE-Module unterstützen den 2G/3G-Fallback-Service.
Zu den weiteren drahtlosen Funktionen gehören zwei für den Benutzer zugängliche Mini-SIM-Steckplätze und bis zu 4x externe Antennen. Es gibt auch ein optionales GNSS (GPS)-Modul mit Antenne. Das optionale LoRa-Gateway ReliaLORA 1012 unterstützt europäische 868MHz (863-870MHz) und nordamerikanische 915MHz (902-928MHz) Bänder mit ISM-Band-Scan-Verbesserungen.
Das ReliaGate 10-14 verfügt über zwei Hardware-Manipulationsschutzschalter und TPM 2.0-Sicherheit. Es gibt auch einen optionalen professionellen Service, der eine Sicherheitsbewertung gemäß IEC 62443-4-1/-4-2 bietet.
Das System verfügt über einen 9-30 VDC Eingang mit Transientenschutz bei 12V oder 24V Nennkonfigurationen und verbraucht 5W unter typischen Lasten. Darüber hinaus: „Eine Technologie zur Überwachung der Eingangsleistung wird es ermöglichen, regelmäßige Betriebsbedingungen zu überprüfen und Betriebsanomalien zu erkennen, was die vorbeugende Wartung erleichtert und die Gerätesicherheit weiter erhöht“, sagt Eurotech.
Das ReliaGate 10-14 ist außerdem mit einem Watchdog, Beschleunigungsmesser, Temperatursensor, Reset- und programmierbaren Tasten sowie einer RTC mit SuperCAP-Backup ausgestattet. Sie erhalten außerdem 6x LEDs, darunter 4x Benutzer-LEDs. DIN-Schienen- und alle Montagemöglichkeiten sind ebenso verfügbar wie Feuchtigkeitsbeständigkeit und EN 62368 und UL 60950 Sicherheitskonformität.
Weitere Informationen finden Sie auf der Ankündigungs- und Produktseite von Eurotech.
Sie wollen mehr über die konkrete Anwendung des Gateways erfahren? Dann sprechen sie uns gerne an - wir können ihnen weitere Vorteile und den konkreten Umgang mit dem Gateway in einem Demo vorstellen.
