In vielen Fertigungsumgebungen existieren bereits zahlreiche Prozess-, Mess- und Maschinensignale – von Energiezählern über SPS-Zustände bis zu einfachen Sensoren. Hürden sind hier oft Erfassung und Integration: Wie gelangen die relevanten Energiedaten sicher und strukturiert in Scada, MES oder ERP, damit sie dort Berichte speisen, Grenzwerte prüfen und Entscheidungen unterstützen? In Retrofit-Projekten ist eine Antwort darauf: offene Schnittstellen plus Edge-Intelligenz. Die Geräte sammeln Daten dicht an der Maschine, vorverarbeiten sie und reichen die Daten in standardisierten Formaten weiter.
Wo Rohdaten zu Informationen werden
IoT-Edge-Geräte sind kompakte, industrietaugliche Rechner, z.B. für die Hutschiene. Sie sitzen direkt am Schaltschrank, erfassen unter anderem Energiewerte (Ströme, Spannungen, Leistungen) sowie Prozesssignale, verdichten und verarbeiten sie vor Ort und übersetzen sie in passende Schnittstellen. Kurz gesagt: Statt ungefilterter Rohwerte liefern sie bereits kontextreiche Informationen (z.B. ‚Standby erkannt‘, ‚Lastspitze über Schwellwert‘). Das entlastet Netzwerke, spart IT-Aufwand, erhöht die Datensicherheit und macht Daten sofort verwertbar. Tiefe Eingriffe in bestehende Steuerungen und Prozesse sind nicht nötig.
Edge-Geräte bringen dafür oft ein eigenes Edge-Betriebssystem mit: In.Hub bietet hier etwa Siineos an. Es folgt einem App-Ansatz: Datenquellen werden per App angebunden, Signale vor Ort geprüft und bei Bedarf bereits am Gerät visualisiert.
Welches Protokoll für welchen Zweck?
Damit Daten nicht in Silos enden, braucht es interoperable Standards. Vier Protokolle prägen dabei oft den Alltag:
- Modbus: Robustes Protokoll für Zähler/Sensorik. Einfach zu implementieren, ideal im Bestand zur Abholung von Strom/Spannung/Zählerständen. Zwei Varianten: RTU (seriell, typischerweise RS-485/RS-232) und TCP/IP (Ethernet/IP-Netzwerke).
- MQTT: Ein Leichtgewichtiges Pub-lish/Subscribe-Modell. Geräte ‚veröffentlichen‘ Daten auf Topics, Verbraucher ‚abonnieren‘ diese. Geeignet für viele kleine, häufige Updates (z.B. Zustands-/Energie-Telemetrie).
- Rest-API: Web-Schnittstelle per HTTP. Dann geeignet, wenn IT-Systeme, Dashboards oder Apps Messwerte abrufen oder schreiben sollen – flexibel und weit verbreitet.
- OPC UA: Industriestandard mit Datenmodell und Sicherheit. Eignet sich, wenn strukturierte, semantisch beschriebene Maschinendaten langfristig zukunftssicher in Leit- und IT-Systeme fließen sollen.
In Retrofit-Projekten werden vorhandene Zähler oft via Modbus angebunden, Live-Daten werden per MQTT verteilt, ERP/MES-Software über Rest integriert und für durchgängige, modellierte Industriekommunikation wird OPC UA bevorzugt. Auf Siineos stehen u.a. Modbus RTU/TCP, MQTT und OPC UA als betriebsfertige Apps bereit. Zusätzlich gibt es eine SQL-Connector-App, die Messwerte direkt in relationale Datenbanken wie MySQL, PostgreSQL und MSSQL schreibt. Rest-APIs lassen sich ebenfalls über das SDK (Software De-velopment Kit) an bestehende Systeme anbinden. Die Effekte: kein Middleware-Gefrickel, weniger Engineering, schnell reproduzierbare Integrationen.
Retrofit pragmatisch angehen
Ein Beispiel: Klappstromwandler erfassen Ströme nichtinvasiv, Spannungsabgriffe liefern die Bezugswerte. Bestehende Zähler bleiben bei einem Retrofit nutzbar (z.B. S0, Modbus RTU) und werden ohne Neuverkabelung zusätzlich am Gerät eingebunden. So reichen oft wenige Verbindungen, um ein aussagekräftiges Energie- und Zustandsbild der gesamten Anlage zu erhalten – inklusive Lastprofilen, Standby-Zeiten, Rückspeisungen und sauberer Grenzwert- und Produktivitätsüberwachung.
Daten bündeln und für Services nutzen
Sitec entwickelt unter anderem Laser-Schneid- und -Schweißanlagen und betreibt mit ConnAct eine Plattform, die Maschinendaten shopfloor-weit bündelt, visualisiert und für weitere Services nutzbar macht. Entscheidend: Die Plattform verbindet Produktionstransparenz mit industriellen Services, bis hin zu On-Call-, Remote- und On-Site-Support und präventiver Instandhaltung.
Sitec setzt in eigenen Maschinen Conn-Act ein und bindet auch Fremdmaschinen an. Hier unterstützen die Edge-Geräte von In.Hub. In verschiedenen Kundenprojekten von Sitec werden Energie- und Prozessdaten aus Bestandsanlagen standardisiert an ConnAct übergeben und dort für Produktion, Instandhaltung und Energiereporting genutzt.
Vom Schaltschrank in weitere Systeme
Die Datenerfassung übernimmt das Hub-EN200. Dieses wird direkt auf der Hutschiene montiert und erfasst über Klappstromwandler und Spannungsabgriffe Ströme, Spannungen, Wirk-/Blindleistung, Leistungsfaktor und Lastgänge im Sekundenbereich. Parallel kann das EN200 SPS-Signale (z.B. Siemens S7) einlesen, um Energiewerte mit Prozesszuständen zu verknüpfen. Für bestehende Zähler und zusätzliche Signale steht das optionale Gateway Hub-GM200 zur Verfügung; hier werden S0, Modbus RTU sowie analoge und digitale Eingänge integriert, wobei netzwerkfähiges Modbus TCP/IP direkt über Ethernet angebunden wird. In Siineos werden die aufbereiteten Informationen parallel über MQTT, rest oder OPC UA bereitgestellt. Oder sie können per Schnittstellen-App an ConnAct weitergeleitet werden. Die Software leitet daraus Trends, Kennzahlen und Instandhaltungsabläufe ab und konsolidiert die Daten Shopfloor-weit, und zwar ohne doppelte Integration.
Der SQL-Connector
Viele IT-Teams möchten Messwerte ohne Umwege in ihre SQL-Datenbanken schreiben, etwa um sie für bestehende Reports oder Data-Pipelines zu nutzen. Der SQL-Connector von In.Hub, der auf den Edge-Geräten läuft, nimmt dabei Messwerte entgegen und schreibt sie tabellarisch in z.B. PostgreSQL- oder MS-SQL-Datenbanken. Dadurch werden Medienbrüche vermieden. Energiewerte landen dort, wo ohnehin ausgewertet wird (BI-Reports, interne Dashboards), ohne proprietäre Exporte. Datenhoheit und Namensräume bleiben in der Hand der IT, während die Daten maschinennah vorverarbeitet werden.
Sicherheit und Betrieb
Mit ConnAct bleiben Daten, wo immer möglich, lokal auf den Edge-Geräten oder Industrie-PCs. Es werden nur notwendige Informationen übertragen.
OPC UA bringt zudem Security-Mechanismen und Zertifikate mit, MQTT wird üblicherweise TLS-verschlüsselt betrieben, Rest integriert sich in bestehende API-Gateways. Der Edge-PC filtert vor, was die Last sowie die Angriffsfläche und Fehlalarme reduziert.
Wo liegt der Nutzen?
Mit der Integration der In.Hub Systeme kommen Unternehmen mit weniger Verkabelung aus und können ihre Datenqualität steigern. Statt 30 Einzelsensoren genügen drei bis fünf Anschlüsse am Edge. Zudem kann der Retrofit ohne Stillstand erfolgen. Daten sind bereits nach kurzer Zeit im Leit- oder ERP-System verfügbar. Je nach Zielsystem sind Modbus, MQTT, Rest und OPC UA parallel nutzbar. Mit ConnAct lassen sich wiederum betriebsrelevante Kennzahlen oder Trends ableiten. Bestandsmaschinen anbinden
An der Edge werden Energie- und Maschinendaten abgeholt, angereichert und offen bereitgestellt. Mit Hub-EN200 und Hub-GM200 lassen sich Bestandsmaschinen pragmatisch erschließen; Modbus, MQTT, Rest, SQL und OPC UA unterstützen die Interoperabilität und ConnAct stellt Services zur Verfügung – vom Dashboard bis zur Instandhaltungsroutine.
