Mit unserem IIoT-Demonstrator zeigen wir den standortübergreifenden Datenaustausch. Grundlage dafür sind logischerweise Daten, die vor Ort – also zum Beispiel per Temperaturfühler direkt an einer Maschine – aufgenommen werden. Quellen dieser Daten können aber auch Zustände, beispielsweise in der Steuerung sein. Diese Daten kommen in der Regel von Sensoren. Ein Sensor-Netzwerk entsteht nun dadurch, dass Sensoren um Kommunikationsmöglichkeiten ergänzt werden, sodass ein Netzknoten entsteht. Die Netzknoten können dann untereinander Daten austauschen. Bei der Prozesssteuerung kann das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten besser organisiert werden. So erhalten Unternehmen interessante Einblicke in die eigenen Produktionsprozesse.

Da mit diesen Daten häufig ein sehr hohes wirtschaftliches Potenzial realisiert werden kann, werden Daten auch als das Gold der Zukunft bezeichnet. Ganz einfach ausgedrückt: Wenn Daten das Gold der Zukunft sind, dann sind Sensoren die Fördermaschinen, Sensor-Netzwerke die Verkehrswege für den Transport und Datenbanken die Tresore zur Aufbewahrung des Goldes.

Datenmessung und ihre Weitergabe

Wie werden nun die Daten gemessen und wohin werden sie weitergegeben, nachdem sie gemessen wurden? Genau an dieser Schnittstelle setzt das Senogate-Netzwerk an.

Auf dem Markt gibt es heutzutage eine Vielzahl an unterschiedlichen Sensoren, die ihre Messdaten in sehr unterschiedlichen „Sprachen“, sogenannten Datenformaten, zur Verfügung stellen. Im einfachsten Fall besteht der Messwert eines Sensors nur aus einer einzigen Zahl, z. B. der gemessenen Temperatur. Allerdings muss diese Zahl mit weiteren Attributen versehen werden, damit die reinen Rohdaten zu einer Information werden. Denn erst diese kann für die Steuerung eines Produktionsprozesses verwendet werden.

In unserem konkreten Temperatur-Beispiel sind dies Attribute wie die Maßeinheit, der Zeitpunkt der Messung und der Ort, an dem gemessen wurde. Alle diese Daten werden anschließend zu größeren Datenpaketen in standardisierten Datenformaten zusammengefasst. Deshalb überrascht es nicht, dass es aufgrund der Vielzahl der Anwendungen auch mannigfaltige Datenformate auf dem Markt gibt – alle mit ihrem jeweiligen Vorteil.

Senogate als Übersetzer

Um nun die Daten aus unterschiedlichen Datenquellen mit unterschiedlichen Datenformaten einsammeln und strukturiert abspeichern zu können, braucht es eine Art Übersetzer. Dieser Übersetzer muss die verschiedenen Sprachen der Sensoren verstehen, deren Informationen entgegennehmen und in strukturierter Form in eine Datenbank ablegen. Diese Aufgabe übernimmt das Senogate. Damit ist das Senogate der zentrale Baustein im Senogate-Netzwerk. Es ist das Bindeglied zwischen den Sensoren einerseits und der Datenbank andererseits. Die Verarbeitung der Daten erfolgt auf einem integrierten Kleinrechner, bei unserem IIoT-Demonstrator ist das ein Raspberry Pi der neuesten Generation, der bereits viele integrierte Optionen für die Kommunikation über verschiedene Schnittstellen anbietet. Für die wechselseitige Übersetzung der Datenformate wird die OpenSource-Softwareumgebung NodeRed genutzt. Denn diese erlaubt es uns, „Übersetzungsvorgänge“ intuitiv zu programmieren.

Zauberwort: Retrofit-Sensorik

Bei der praktischen Umsetzung stellt sich für uns die Frage, in welchem Umfang die Sensorik in bestehende Produktionsanlagen eingreifen darf. Hier kommt die „Retrofit“-Sensorik ins Spiel. Sie macht es möglich, nachträglich gewünschte Parameter von einer Bestandsanlage zu ermitteln. Die Krux ist, dass in unserem IIoT-Demonstrator unterschiedliche Ansätze der Retrofit-Sensorik gezeigt werden. Es gibt sowohl vollständig autarke Sensorlösungen, die keinerlei Eingriff in die Maschine erfordern, als auch stärker integrierte Lösungen. Textil vernetzt hat hier eng mit dem Maschinenhersteller Karl Mayer/Stoll kooperiert: In den IIoT-Demonstrator wurde prototypisch eine Lösung integriert, bei der über ein herstellerseitiges Softwareupdate auch auf die Sensordaten zugegriffen werden kann, die bereits von den Strickmaschinen erfasst werden. Dies ermöglicht es uns, Informationen über den Zustand der Maschine während der Produktion mit anderen Parametern wie den Umgebungsbedingungen und der produzierten Qualität zusammenzuführen und gemeinsam auszuwerten. Das steigert die Qualität und Aussagekraft der Daten und der gewonnenen Informationen enorm.

KMU profitieren davon

Firmen profitieren von dem im IIoT-Demonstrator gezeigten Sensornetzwerk durch die leichte Übertragbarkeit des Retrofit-Grundprinzips auf ganz unterschiedliche Produktionsumgebungen. Während die Auswahl der konkreten Messgrößen für jedes KMU stets individuell erfolgen muss, können viele Konzepte des Sensornetzwerks am Demonstrator einfach verstanden und auf unterschiedliche Anwendungsfälle übertragen werden.

Mehr Informationen und Hintergründe zum IIoT-Demonstrator finden Sie hier.