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IoT-Gateway
24 Produkte
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In Umgebungen, in denen Feldgeräte – SPS, Sensoren, Zähler, Aktoren – mit Unternehmens-IT-Systemen oder Cloud-Plattformen kommunizieren müssen, ist das IoT-Gateway die Komponente, die diese Integration ermöglicht: Es übersetzt heterogene Protokolle, aggregiert die vor Ort gesammelten Daten und überträgt sie sicher an die Überwachungsinfrastruktur. Die bei Elexonik erhältlichen industriellen IoT-Gateways werden aus den führenden Marken des IIoT-Sektors ausgewählt, sind per Expressversand innerhalb von 3, 5 oder 7 Werktagen lieferbar und beinhalten eine technische Vorverkaufsberatung zur Prüfung der Kompatibilität mit der bestehenden Anlage.
Elexonik unterstützt Installateure, Systemintegratoren und Einkaufsleiter bei der Auswahl des richtigen Gateways: von der Überprüfung der unterstützten Feldprotokolle bis zur Kompatibilität mit bereits installierten SPS, von der Wahl der für die Betriebsumgebung geeigneten IP-Schutzart bis hin zur Bewertung der für die Anwendung erforderlichen Edge-Computing-Funktionen. Ein technischer Ansprechpartner, der diese Produktfamilie kennt und täglich mit denjenigen zusammenarbeitet, die bestehende Anlagen in Industrie-4.0-Architekturen integrieren müssen.
Was ist ein industrielles IoT-Gateway und wie fügt es sich in die Anlagenarchitektur ein
Ein IoT-Gateway ist ein Hardwaregerät, das als Verbindungsknoten zwischen dem operativen Feldnetz (OT) und dem Unternehmens- oder Cloud-IT-Netzwerk fungiert. Im Gegensatz zu einem einfachen Router, der lediglich Pakete zwischen Netzwerken weiterleitet, die dasselbe IP-Protokoll verwenden, ist das industrielle Gateway in der Lage, mit Feldgeräten zu kommunizieren, die über serielle Protokolle oder Feldbusse – Modbus RTU, Profinet, EtherNet/IP, OPC UA – arbeiten, und die erfassten Daten in Formate zu konvertieren, die mit Cloud-Plattformen kompatibel sind, typischerweise MQTT oder HTTP/REST. Diese Fähigkeit zur Protokollumsetzung ist die Funktion, die es von jedem anderen Netzwerkgerät unterscheidet und die es in allen Anlagen unverzichtbar macht, in denen Technologien verschiedener Generationen koexistieren.
Diese Kategorie ist Teil der Struktur SPS, HMI und Datenanalyseinnerhalb des Katalogs Steuerung und Automatisierungvon Elexonik. Das IoT-Gateway vervollständigt das Ökosystem aus SPS, HMI-Displaysund Industriecomputern, indem es die Ebene der Cloud-Konnektivität hinzufügt, die ein traditionelles Steuerungssystem in eine IIoT-Infrastruktur verwandelt, die für die Fern-Datenerfassung geeignet ist.
Die drei Hauptfunktionen: Übersetzung, Aggregation, Sicherheit
Die Protokollumsetzung ist die offensichtlichste Funktion: Das Gateway empfängt Daten von Geräten, die Modbus RTU über RS485 sprechen, und stellt sie extern über MQTT oder OPC UA bereit. Die Datenaggregation ist die zweite Funktion: Das Gateway sammelt die Messwerte mehrerer angeschlossener Feldgeräte oder Instrumente, konsolidiert sie und überträgt sie effizient, wodurch die Anzahl der Verbindungen zur Cloud reduziert und die verfügbare Bandbreite optimiert wird. Die dritte Funktion, die in der Planungsphase oft unterschätzt wird, ist die Sicherheit: Das Gateway segmentiert das OT-Netzwerk vom IT-Netzwerk, verhindert den direkten Zugriff auf Feldgeräte durch unbefugte Systeme und verwaltet in den weiterentwickelten Versionen die Verschlüsselung der Kommunikation mittels VPN oder TLS.
IoT-Gateway und Edge-Gateway: operative Unterschiede
Nicht alle industriellen Gateways verfügen über dieselben Fähigkeiten. Ein einfaches IoT-Gateway befasst sich hauptsächlich mit der Protokollumsetzung und der Datenweiterleitung: Es empfängt, konvertiert und überträgt. Ein Edge-Gateway fügt diesen Funktionen eine lokale Verarbeitungsfähigkeit hinzu – das sogenannte Edge Computing –, die es ermöglicht, Daten vor dem Senden zu filtern, Analysealgorithmen direkt am Gerät auszuführen, bei Konnektivitätsverlust lokale Entscheidungen zu treffen und Daten bei Netzwerkausfällen zu puffern. Für Anwendungen der vorausschauenden Wartung an Motoren und Maschinen, bei denen die Latenz zur Cloud für Entscheidungen in Echtzeit inakzeptabel wäre, ist ein Edge-Gateway die notwendige Wahl. Für Anwendungen der einfachen Datenerfassung und periodischen Übertragung ist ein reines Protokollumsetzungs-Gateway ausreichend und kostengünstiger.
So wählen Sie das richtige IoT-Gateway: operative Auswahlkriterien
Die Auswahl eines industriellen Gateways erfordert eine systematische Überprüfung der Anlagenparameter, noch bevor die verfügbaren Modelle verglichen werden. Wer bereits eine IIoT-Integration in bestehende Anlagen vorgenommen hat, weiß, dass die meisten Probleme nicht vom Gateway selbst herrühren, sondern von der Inkompatibilität zwischen den physischen Schnittstellen des Gateways und denen der bereits installierten Geräte. Dies sind die Kriterien, die in der richtigen Reihenfolge überprüft werden müssen.
Überprüfung der physischen Schnittstellen und Feldprotokolle
Identifizieren Sie alle in der Anlage vorhandenen Feldprotokolle.Vor jeder anderen Bewertung listen Sie die Protokolle auf, die von den Geräten verwendet werden, mit denen sich das Gateway verbinden soll: Modbus RTU über RS485, Modbus TCP über Ethernet, Profinet, EtherNet/IP, OPC UA oder proprietäre Protokolle einzelner Hersteller. Ein Gateway, das eines der erforderlichen Protokolle nicht nativ unterstützt, erfordert zusätzliche Konfigurationen oder ist für diese Anwendung nicht einsetzbar.
Überprüfung der am Gateway verfügbaren physischen Schnittstellen.Zählen Sie die für Modbus-RTU-Geräte erforderlichen RS485/RS232-Seriell-Ports und die Ethernet-Ports für netzwerkfähige Geräte. Ein Gateway mit nur einem seriellen Port ist nicht geeignet, wenn Sie drei unabhängige Modbus-RTU-Leitungen anschließen müssen. Prüfen Sie auch die Verfügbarkeit von Wireless-Konnektivität – WLAN oder 4G/LTE –, falls die Anlage über keine erreichbare kabelgebundene Infrastruktur verfügt.
Bewerten Sie den Bedarf an Edge Computing.Wenn die Anwendung lokale Entscheidungen in Echtzeit, Datenfilterung vor dem Senden oder Pufferung bei Verbindungsunterbrechungen erfordert, wählen Sie ein Modell mit Edge-Verarbeitungsfunktionen. Wenn die Anforderung lediglich die periodische Übertragung von Daten an ein SCADA- oder Cloud-System ist, ist ein Protokollumsetzungs-Gateway ausreichend.
Überprüfen Sie die Installationsbedingungen.Prüfen Sie den Betriebstemperaturbereich des Gateways im Vergleich zur Umgebung, in der es installiert werden soll: Ein Schaltschrank in der Nähe von Öfen oder in nicht klimatisierten Räumen kann Temperaturen von über 50 °C erreichen. Prüfen Sie den IP-Schutzgrad der Frontseite, falls die Installation nicht in einem geschlossenen Schaltschrank erfolgt. Für explosionsgefährdete Bereiche stellen Sie sicher, dass Versionen mit ATEX-Zertifizierung verfügbar sind.
Überprüfen Sie die Anforderungen an die Cybersicherheit.Wenn das OT-Netzwerk der Anlage kritische Maschinen enthält oder die Anwendung industriellen Cybersicherheitsnormen unterliegt – wie IEC 62443 –, bewerten Sie Gateways, die erweiterte Sicherheitsfunktionen unterstützen: integriertes VPN, Firewall, TLS-Authentifizierung für Cloud-Kommunikation.
Überprüfen Sie die Kompatibilität mit vorhandenen Überwachungssystemen.Wenn bereits ein SCADA-System, ein MES oder eine Cloud-Plattform vorhanden ist, prüfen Sie, ob das Gateway die von diesem System verwendeten Upstream-Kommunikationsprotokolle unterstützt: MQTT, HTTP/REST, OPC-UA-Server oder proprietäre Protokolle der Plattform. Ein Gateway, das auf der Feldseite technisch perfekt ist, kann unbrauchbar werden, wenn es sich nicht in das Datenausgabesystem integrieren lässt.
Häufige Fehler bei der IIoT-Integration und reale Fälle falscher Auswahl
Wer an IIoT-Integrationsprojekten arbeitet, weiß, dass die meisten kritischen Probleme nicht in der Spezifikationsphase, sondern bei der Inbetriebnahme auftreten. Dies sind die am häufigsten auftretenden Szenarien.
Unterschätzung der Anzahl der benötigten seriellen Schnittstellen
Ein wiederkehrender Fehler betrifft die Dimensionierung der am Gateway verfügbaren seriellen Schnittstellen. Wer die Integration plant, zählt oft nur die Hauptgeräte – die SPS, den Energiezähler – und vergisst die Sekundärgeräte, die an derselben Anlage angeschlossen sind: Temperatursender, Verbrauchszählermit Modbus-Ausgang, Signalwandler. Das Ergebnis ist, dass das bestellte Gateway nur einen RS485-Port hat, die reale Anlage aber drei benötigt. Wenn uns ein Kunde kontaktiert, um ein IoT-Gateway für eine bestehende Anlage auszuwählen, ist das Erste, was das Elexonik-Team prüft, die vollständige Liste der zu integrierenden Geräte und deren Protokolle: nicht nur das „Hauptgerät“, das in der ursprünglichen Anfrage erwähnt wurde.
Inkompatibilität zwischen Protokollversion und Geräteimplementierung
Ein zweiter typischer Fall betrifft nicht standardmäßige Implementierungen gängiger Protokolle. Modbus RTU ist theoretisch ein Standard, aber die Implementierungen variieren: Einige Geräte verwenden benutzerdefinierte Funktionscodes, nicht konforme Timings oder im Standard-Datenblatt nicht dokumentierte Registerformate. Ein Gateway, das Modbus strikt implementiert, kann möglicherweise nicht korrekt mit einem Feldgerät kommunizieren, das eine nicht konforme Variante verwendet. Vor der Bestellung ist es sinnvoll zu prüfen, ob der Hersteller des Feldgeräts bereits die Kompatibilität mit dem ausgewählten Gateway-Modell getestet hat oder ob spezifische Anwendungshinweise vorliegen.
Fehlende Dimensionierung der Pufferkapazität
In Anlagen, in denen die Cloud-Konnektivität nicht kontinuierlich gewährleistet ist – Fabriken mit lückenhafter WLAN-Abdeckung, Industriestandorte mit instabiler 4G-Verbindung –, ist die Fähigkeit des Gateways, Daten bei Verbindungsunterbrechungen lokal zu puffern, eine kritische Anforderung, die in der Spezifikationsphase oft übersehen wird. Ein Gateway ohne ausreichenden internen Speicher für das Puffern verliert Daten bei Verbindungsabbrüchen, wodurch das Überwachungssystem in den Stunden oder Tagen, in denen die Verbindung unterbrochen ist, unbrauchbar wird.
Reale Anwendungen: Wo das IoT-Gateway zur Schlüsselkomponente wird
Energiemonitoring und standortübergreifende Anlagen
In Industrieanlagen, in denen Daten von Multifunktions-Schalttafelmessgeräten, Energiezählern und auf verschiedene Abteilungen verteilten Messinstrumenten gesammelt werden müssen, ist das IoT-Gateway mit Modbus-TCP-Unterstützung und MQTT-Protokoll zur Cloud die Standardlösung zur Zentralisierung der Datenerfassung, ohne in jedem Schaltschrank einen dedizierten Industrie-PC installieren zu müssen. Die gesammelten Daten speisen Energiemanagementsysteme, die den Verbrauch pro Linie, pro Schicht und pro Abteilung in Echtzeit berechnen. Advantechverfügt über eine spezifische Reihe von IoT-Gateways für diese Anwendungen, mit nativer Unterstützung für die wichtigsten Messprotokolle und Edge-Computing-Funktionen für die Vorverarbeitung der Daten vor dem Senden.
Vorausschauende Wartung an Industriemaschinen
Der Anschluss von Vibrationssensorenund Temperatursensorenan Motoren und Maschinen an ein IoT-Gateway mit Edge Computing ermöglicht es, die erfassten Daten lokal zu verarbeiten, Anomalien in Echtzeit zu erkennen und Alarme an das Überwachungssystem zu senden, bevor der Fehler auftritt. Bei diesen Anwendungen wäre die Latenz zur Cloud mit der für die Erkennung mechanischer Ereignisse erforderlichen Geschwindigkeit unvereinbar: Die Analyse muss direkt am Gerät erfolgen. Gateways mit Edge-Analytics-Funktionen sind die Schlüsselkomponente für vorausschauende Wartungsprogramme an Pressen, Kompressoren und kontinuierlichen Produktionslinien.
Integration von Altanlagen in Industrie-4.0-Architekturen
Viele Produktionsanlagen verfügen über Maschinen mit SPS früherer Generationen ohne moderne Netzwerkschnittstellen. Das IoT-Gateway mit RS485-Schnittstelle und Modbus-RTU-Unterstützung ermöglicht es, diese Geräte mit modernen Überwachungssystemen zu verbinden, ohne die vorhandene SPS auszutauschen: eine Lösung, die die Nachrüstungskosten im Vergleich zum kompletten Austausch des Steuerungssystems erheblich reduziert. Das Zustandsüberwachungvon Altanlagen über IoT-Gateways ist eines der am häufigsten nachgefragten Anwendungsszenarien in der italienischen Fertigungsindustrie.
Fernüberwachung unbemannter Anlagen
Pumpstationen, Wasseraufbereitungsanlagen, entfernte Umspannwerke: In all diesen Kontexten ist das IoT-Gateway mit 4G/LTE-Konnektivität die Komponente, die Überwachung und Fernsteuerung ohne Notwendigkeit einer kabelgebundenen Infrastruktur ermöglicht. Die von Feldgeräten gesammelten Daten werden periodisch an Cloud-Plattformen oder zentrale SCADA-Systeme übertragen, was die Verwaltung geografisch verteilter Anlagen von einem einzigen Standort aus ermöglicht.
Kompatibilität mit Sensoren, SPS und Überwachungssystemen
Das IoT-Gateway arbeitet nie als isolierte Komponente: Sein Wert hängt vollständig von der Fähigkeit ab, korrekt mit den vorgelagerten Geräten und den nachgelagerten Systemen zu kommunizieren. Vor Abschluss der Spezifikation muss die Konsistenz der gesamten Konnektivitätskette überprüft werden.
Auf der Feldseite muss das Gateway mit den Protokollen kompatibel sein, die von den bereits installierten industriellen Sensoren, SPSund Messinstrumenten verwendet werden. Auf der Überwachungsseite muss es die vom Cloud-System oder vom Ziel-SCADA-System geforderten Protokolle unterstützen. Die im Katalog verfügbaren IPC-Zubehörteilerunden die Installation mit Elementen für Stromversorgung, DIN-Schienenmontage und elektrischem Schutz ab. Für Anwendungen, die eine lokale Visualisierung der gesammelten Daten erfordern, ergänzen integrierbare HMI-Displaysdie Feldarchitektur.
Die Norm IEC 62443, der Referenzstandard für Cybersicherheit in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen, definiert die Anforderungen für die Segmentierung von OT/IT-Netzwerken und für den Schutz von Feldgeräten: Gateways, die für Umgebungen mit hohen Cybersicherheitsanforderungen bestimmt sind, müssen vor der Installation anhand dieser Norm überprüft werden. Das technische Team von Elexonik unterstützt Kunden bei der Überprüfung der Konformität der verfügbaren Modelle mit den spezifischen Anwendungsanforderungen.
Die für industrielle IoT-Gateways verfügbaren Marken
- Advantech– Umfassendes Sortiment an industriellen IoT-Gateways und Edge-Gateways mit nativer Unterstützung für Modbus RTU/TCP, OPC UA, MQTT und industrielle Feldprotokolle. Lösungen mit Edge-Analytics-Funktionalität, bestellbar mit technischem Pre-Sales-Support zur Überprüfung der Kompatibilität mit der bestehenden Anlagenarchitektur.
- Siemens– IoT-Gateways mit nativer Integration in das Simatic-Ökosystem und die MindSphere-Plattform, geeignet für Anlagen, die bereits Siemens-SPS verwenden und einen Digitalisierungspfad mit architektonischer Kontinuität erfordern. Verfügbar mit vollständiger technischer Dokumentation und Unterstützung für die Pre-Sales-Konfiguration.
- Phoenix Contact– IIoT-Konnektivitätsgeräte und Gateways mit Unterstützung für industrielle Feldprotokolle und erweiterten Sicherheitsfunktionen, einschließlich VPN-Verwaltung und OT/IT-Segmentierung gemäß IEC 62443. Lösungen, die von Systemintegratoren und Einkaufsleitern bestellt werden, die in Sektoren mit hohen Cybersicherheitsanforderungen tätig sind.
- Wago– Programmierbare Steuerungen und Gateways mit integrierter IIoT-Konnektivität, Unterstützung für industrielle Protokolle und Cloud-Standards, geeignet für Anwendungen der verteilten Datenerfassung und Integration von Altanlagen in Industrie-4.0-Architekturen. Technische Dokumentation und Softwarebibliotheken für eine schnelle Konfiguration verfügbar.
Häufig gestellte Fragen zu industriellen IoT-Gateways
Wie überprüfe ich, ob ein IoT-Gateway mit den bereits in der Anlage installierten SPS und Feldgeräten kompatibel ist?
Der erste zu prüfende Parameter ist die Liste der vom Gateway unterstützten Feldprotokolle: Sie muss alle Protokolle enthalten, die von den Geräten in der Anlage verwendet werden, sowohl auf der seriellen Seite – Modbus RTU über RS485 oder RS232 – als auch auf der Ethernet-Seite – Modbus TCP, Profinet, EtherNet/IP, OPC UA. Das zweite zu prüfende Element ist die Anzahl und Art der verfügbaren physischen Schnittstellen: serielle Ports, Ethernet-Ports, eventuelle Wireless-Schnittstellen. Der dritte Aspekt betrifft die Version und die Varianten des Protokolls: Modbus RTU ist ein weit verbreiteter Standard, aber einige Implementierungen an Altanlagen-Feldgeräten sind nicht standardkonform und erfordern möglicherweise spezifische Konfigurationen. Im Zweifelsfall bei der Kompatibilität prüft das Elexonik-Team die vollständige Modellbezeichnung der SPS oder des vorhandenen Instruments sowie die Konfiguration des verwendeten Protokolls, bevor der Auftrag bestätigt wird.
Was ist der Unterschied zwischen einem IoT-Gateway und einem Edge-Gateway, und wann ist es notwendig, Letzteres zu wählen?
Ein Standard-IoT-Gateway befasst sich hauptsächlich mit der Protokollumsetzung und Datenweiterleitung: Es sammelt Informationen von Feldgeräten und überträgt sie an die Cloud oder das Überwachungssystem, ohne sie lokal zu verarbeiten. Ein Edge-Gateway fügt diesen Funktionen eine lokale Rechenkapazität hinzu, die es ermöglicht, Daten zu filtern, Analysealgorithmen lokal auszuführen, Entscheidungen in Echtzeit zu treffen und Daten bei Verbindungsunterbrechungen zu puffern. Die Wahl eines Edge-Gateways ist notwendig, wenn die Anwendung geringe Latenzzeiten für lokale Entscheidungen in Echtzeit erfordert – typischerweise bei der vorausschauenden Wartung kritischer Maschinen – oder wenn die Konnektivität zur Cloud nicht kontinuierlich gewährleistet ist und das Risiko eines Datenverlusts bei Unterbrechungen besteht.
Ist es möglich, Geräte, die unterschiedliche Protokolle verwenden, beispielsweise Modbus RTU und OPC UA, an dasselbe IoT-Gateway anzuschließen?
Ja, die meisten industriellen IoT-Gateways sind genau dafür ausgelegt, diese Situation zu bewältigen: Die Funktion der Protokollumsetzung ermöglicht es, Daten von Geräten mit unterschiedlichen Protokollen zu erfassen und sie über ein einziges Protokoll für das Überwachungssystem bereitzustellen. Das Gateway kann beispielsweise Daten von Messinstrumenten über Modbus RTU via RS485 und von SPS über OPC UA via Ethernet sammeln, sie intern konsolidieren und über MQTT an die Cloud übertragen. Vor der Bestellung muss überprüft werden, ob die Anzahl der am Gateway verfügbaren physischen Schnittstellen für die Anzahl der zu integrierenden Geräte und Feldnetzwerke ausreicht.
Unterstützt Elexonik bei der Auswahl eines IoT-Gateways für den Ersatz eines abgekündigten Modells oder für die Integration in eine Anlage mit Altsystemen?
Ja, die Verwaltung von abgekündigten Komponenten und die Integration in Anlagen mit Altanlagen-Technologien gehören zu den Dienstleistungen, die das Elexonik-Team konkret anbietet. Wenn ein Kunde den Support mit der Bezeichnung eines nicht mehr erhältlichen Gateways kontaktiert oder Maschinen ohne moderne Netzwerkschnittstellen verbinden muss, prüft das Team die dimensionale Kompatibilität, die physischen Schnittstellen, die unterstützten Protokolle und das Vorhandensein gleichwertiger Funktionen im aktuellen Katalog. In vielen Fällen gibt es Ersatzmodelle mit denselben Funktionen und kompatiblen Schnittstellen: Das Team identifiziert die richtige Variante und prüft bei Bedarf auch die Verfügbarkeit der aktualisierten technischen Dokumentation für die Konfiguration. Du kannst das Team direkt über die Kontaktseite für eine Überprüfung vor der Bestellung kontaktieren.
Technischer Support, Kundendienst und Versand für industrielle IoT-Gateways
Für diejenigen, die ein IoT-Gateway in eine bestehende Anlage integrieren müssen, ist die Auswahlphase oft am kritischsten: Eine falsche Komponente führt zu stundenlanger, ergebnisloser Konfiguration oder zu einer Inkompatibilität, die erst bei der Inbetriebnahme entdeckt wird. Das technische Team von Elexonik unterstützt Installateure, Systemintegratoren und Einkaufsleiter bei der Überprüfung von Feldprotokollen, bei der Kompatibilität mit vorhandenen SPS und Überwachungssystemen sowie bei der Identifizierung der korrekten Variante für die spezifische Anlagenarchitektur. Du kannst uns über die Kontaktseiteoder per WhatsApp für eine direkte technische Antwort kontaktieren.
Zusätzlich zur Lieferung neuer IoT-Gateways bieten wir einen Reparatur- und technischen Kundendienstfür zahlreiche Komponenten der industriellen Automatisierung an, einschließlich Konnektivitätsgeräten und Datenerfassungssystemen: eine nützliche Option, wenn eine Verbindungsunterbrechung in einer unbemannten Anlage keine Wartezeiten für ein nicht sofort verfügbares Ersatzteil zulässt. Alle Details finden sich auf der Seite für Reparaturen und technischen Support.
Die Lieferungen erfolgen innerhalb von 3, 5 oder 7 Werktagenper Expresskurier, abhängig von der Verfügbarkeit des Produkts. Die Käufe sind durch eine Garantie gemäß den auf der Website veröffentlichten Verkaufsbedingungenabgedeckt. Um unser Unternehmen kennenzulernen und zu erfahren, wie wir mit Installateuren und Systemintegratoren im IIoT-Bereich zusammenarbeiten, besuche die Über-uns-Seite.